
La nuova arma contro il dominio minerario della Cina: le piante
Il denaro non cresce sugli alberi. Ma presto i minerali utilizzati nella batteria del vostro veicolo elettrico potrebbero farlo. Le preoccupazioni per il dominio della Cina sui minerali critici stanno spingendo scienziati e aziende occidentali a intraprendere metodi sempre più innovativi per sviluppare fonti alternative.
Uno di questi sforzi cerca di sfruttare una stranezza della natura: alcune piante, chiamate iperaccumulatrici, assorbono dal terreno grandi quantità di minerali, come il nichel e lo zinco. Coltivare queste piante e poi incenerirle per ricavarne il metallo potrebbe fornire alle aziende statunitensi un piccolo flusso di minerali di provenienza nazionale, senza le spese e la distruttività ambientale delle miniere convenzionali – scrive il WSJ.
“Quando ci troviamo in una competizione così intensa, dobbiamo pensare a metodi alternativi”, ha dichiarato Evelyn Wang, ex direttore dell’ARPA-E, un’agenzia del Dipartimento dell’Energia che sta erogando 10 milioni di dollari per trovare il modo di rendere fattibile la coltivazione del nichel negli Stati Uniti.
In una serra di Amherst, i professori stanno usando i fondi per intraprendere l’editing genetico per costruire una nuova pianta oleaginosa a crescita rapida che assorbe il nichel. In caso di successo, la pianta potrebbe essere utilizzata per raccogliere il metallo da terreni ricchi di minerali in Stati come il Maryland e l’Oregon.
Nel frattempo, una startup americana chiamata Metalplant sta pagando una dozzina di agricoltori in Albania per coltivare il nichel utilizzando una specie vegetale locale. L’azienda sta modificando i geni di queste piante per adattarle agli Stati Uniti.
“Questo potrebbe cambiare il modo in cui pensiamo all’estrazione mineraria in futuro”, ha dichiarato Eric Matzner, amministratore delegato della società.
Circa 10 milioni di acri di terreno sterile e ricco di nichel sono sparsi negli Stati Uniti. In queste aree, le concentrazioni di minerali sono generalmente troppo basse per giustificare l’estrazione su larga scala, ma potrebbero offrire l’opportunità di coltivare il nichel a basso costo.
Nel caso della fitominerazione del nichel, come sono conosciuti questi sforzi, le piante vengono essiccate e incenerite, lasciando un concentrato di nichel cinereo. Questo concentrato può essere ulteriormente purificato e trasformato in materiale per batterie.
Certo, la fitominerazione è su scala ridotta. Le aziende del settore puntano a raccogliere circa 300 libbre di nichel per acro all’anno, più o meno quanto basta per sei batterie EV. Ma i finanziamenti per gli impianti di coltivazione del nichel sono un piccolo tassello di un ampio sforzo da parte del governo degli Stati Uniti per sviluppare forniture sicure di minerali necessari per la difesa e l’industria d’avanguardia, un settore in cui la Cina è dominante.
Attualmente negli Stati Uniti è in funzione una sola miniera di nichel, quella di Eagle nel Michigan settentrionale, che dovrebbe chiudere nel 2029. Negli ultimi anni sono state chiuse miniere di nichel in Brasile, Nuova Caledonia e Australia, incapaci di competere con le raffinerie cinesi a basso costo. Secondo Benchmark Mineral Intelligence, oggi le aziende cinesi controllano circa il 54% dell’offerta globale di nichel raffinato, rispetto al 34% del 2015. Le sue aziende controllano una quota ancora maggiore di minerali tecnologici chiave come il litio, il cobalto e le terre rare.
Di recente la Cina ha mostrato i muscoli limitando le esportazioni verso gli Stati Uniti di minerali strategici come l’antimonio e il gallio, utilizzati nei semiconduttori e negli armamenti. Pechino potrebbe ricorrere nuovamente a questa tattica in risposta ai nuovi dazi sulle merci cinesi voluti dal Presidente Trump.
In risposta, gli Stati Uniti stanno spendendo centinaia di milioni di dollari in sforzi convenzionali come la perforazione di depositi minerari sotterranei e la costruzione di impianti di raffinazione nazionali. Ma le revisioni ambientali hanno rallentato alcuni sforzi, mentre i minatori nazionali devono affrontare costi di produzione più elevati rispetto ai rivali cinesi, spaventando gli investitori. Alla ricerca di fonti alternative di metalli, le agenzie governative stanno finanziando idee un tempo considerate stravaganti.
Rufus Chaney, un agronomo che molti considerano il padre della fitominerazione, ha avuto un’idea mentre lavorava alla decontaminazione del suolo negli anni Ottanta. Poteva utilizzare piante iperaccumulanti per rimuovere il nichel dai siti minerari e poi raccoglierlo dalle piante?
“In questo modo si ripulisce il terreno e al tempo stesso si realizza un profitto vendendo il nichel”, ha detto Chaney, che ha trascorso decenni a condurre ricerche sulla pulizia dei terreni contaminati per il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.
Tuttavia, quando Chaney ha collaborato con una società mineraria per ripulire il terreno vicino a un sito minerario in Canada, ha scoperto che le radici delle piante si estendevano più in profondità rispetto agli strati superiori del terreno contaminato e non riuscivano ad assorbire i depositi di nichel. Chaney ha concluso che la fitominerazione dovrebbe essere utilizzata laddove il nichel si trova naturalmente in profondità nel terreno.
Una società privata si è appoggiata alla ricerca di Chaney per tentare di fitominizzare il nichel, ma nel 2009 la pianta era diventata invasiva, diffondendosi oltre i campi piantati e superando la flora autoctona. Le autorità dell’Oregon hanno dichiarato la pianta, nota come Alyssum, un’erbaccia nociva e hanno informato chiunque la incontrasse di chiamare il numero verde dello Stato per le specie intruse, “1-866-invader”.
Brett Robinson, professore presso l’Università neozelandese di Canterbury, è coautore di un documento di dieci anni fa “Phytoextraction: Where’s the Action?”. Tale documento concludeva che la fitominerazione era inefficiente, in parte a causa delle spese necessarie per raccogliere il minerale da fattorie sparse e consegnarlo alle fonderie di nichel.
“Sono rimasto francamente sorpreso dal rinnovato interesse”, ha detto del nuovo programma del governo americano.
Un team guidato da Om Parkash Dhankher, biotecnologo vegetale presso l’Università del Massachusetts Amherst, ha ricevuto di recente un finanziamento di 1,3 milioni di dollari negli Stati Uniti per tentare di incorporare in una pianta da olio il materiale genetico della pianta che assorbe il nichel, considerata un’erbaccia nociva dalle autorità dell’Oregon.
Il team di Dhankher deve isolare la serie di geni coinvolti nell’assorbimento del nichel e poi trasferirli in una pianta completamente nuova. Il nichel è tossico per le piante, quindi il consumo di nichel potrebbe uccidere la pianta di semi oleosi. Di conseguenza, il team di Dhankher deve identificare i geni che dirigono il flusso di nichel verso i vacuoli centrali, parti delle cellule vegetali che funzionano come discariche, dove il nichel può essere immagazzinato in modo sicuro.
Prelevando i geni che assorbono il nichel dall’Alyssum e inserendoli nella pianta di semi oleosi, ampiamente coltivata in Nord America, si spera di evitare che diventi il tipo nocivo che ha suscitato le proteste delle autorità statali.
Se Dhankher riuscirà nell’intento, gli agricoltori che pianteranno la sua creazione nei terreni ricchi di nichel dell’Oregon o del Maryland potrebbero ricavare ricavi sia dall’olio di semi, utilizzato per i biocarburanti, sia dal nichel.
In un giorno recente, il laboratorio e la serra hanno visto un turbinio di attività. Un ricercatore post-dottorato ha triturato una pianta esposta al nichel per estrarne l’RNA, in modo che il team possa capire come l’esposizione al nichel alteri i suoi geni.
