La dipendenza dell'Europa dalle importazioni di terre rare, una classe di elementi chimici utilizzati in numerosi dispositivi elettronici, veicoli elettrici, turbine eoliche e molte altre tecnologie, rappresenta un grande problema per la transizione energetica in corso. L'estrazione di questi metalli dalle rocce richiede spesso un processo costoso e altamente inquinante. Per affrontare questa sfida, un gruppo di giovani ricercatori dell'Università di Milano-Bicocca ha sviluppato un sistema innovativo per "estrarre" le terre rare dagli apparecchi elettronici in disuso, utilizzando materiali porosi a base di scarti dell'industria chimica e dell'acciaio.
Il loro progetto, chiamato RARE, ha attirato l'attenzione dell'EIT RawMaterials, un’organizzazione europea, co-finanziata dall’Europan Institute of Innovation and Technology (EIT) che si occupa di materie prime non fossili a sostegno della transizione energetica. Il gruppo di ricerca ha iniziato una campagna di crowdfunding su Produzioni dal Basso attraverso il programma Bicocca Università del Crowdfunding che attualmente ha raggiunto un primo obiettivo di 5 mila euro. Continuando a sostenere la campagna sarà possibile ampliare lo studio ad ulteriori materiali porosi o di scarto.
Per saperne di più sul loro lavoro e sulle sfide affrontate, abbiamo intervistato Daniele Montini, founder e dottorando di Milano-Bicocca in Scienza e Nanotecnologia dei Materiali, e Fabio Pegorin, Business Development Manager di EIT Raw Materials, partner del progetto.
Dottor Montini cosa sono le terre rare? E perché sono così importanti?
[Montini] Le terre rare sono elementi chimici indispensabili per l'industria tecnologica ed elettronica. Sono utilizzate per produrre una vasta gamma di prodotti di alta tecnologia come telefoni cellulari, televisori, generatori di turbine eoliche, pannelli fotovoltaici e molto altro ancora. Grazie alle loro proprietà magnetiche e conduttive, le terre rare hanno permesso la riduzione delle dimensioni dei dispositivi elettronici. Tuttavia, individuare ed estrarre queste sostanze dall'ambiente è un compito estremamente difficile che ha un forte impatto sull’ambiente stesso.
Con l'aumento della popolazione e l'avanzamento tecnologico, la richiesta di terre rare continuerà ad aumentare. Attualmente, la Cina detiene il monopolio sulle riserve di terre rare, ma le riserve sono presenti anche in altri paesi come Brasile e Russia. L'estrazione e il raffinamento delle terre rare generano scarti tossici e causano danni all'ambiente, tra cui perdita di biodiversità, inquinamento idrico, erosione del suolo e formazione di pozzi di assorbimento.
Per mitigare questi problemi, è necessario promuovere il riciclo dei Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE) che contengono terre rare. In questo modo, le terre rare possono essere gestite correttamente, riciclate e reimmesse in nuovi cicli produttivi senza la necessità di nuove estrazioni dal suolo. Alla luce di queste considerazioni, è fondamentale trovare soluzioni sostenibili per la produzione e l'utilizzo di terre rare.
In cosa consiste nel dettaglio il vostro progetto RARE?
[Montini]: Il progetto prevede l'impiego di scarti dell'industria chimica e dell'acciaio per creare un dispositivo poroso capace di recuperare terre rare a monte del processo di riciclo dei rifiuti elettronici. Attraverso trattamenti specifici, gli ioni delle terre rare possono essere trasferiti in acqua e successivamente catturati selettivamente dal nostro dispositivo. L'obiettivo è quello di sviluppare un sistema sostenibile e attento all'ambiente che possa recuperare questi elementi chimici da materiali di scarto e renderli riutilizzabili per la produzione di nuovi dispositivi elettronici e tecnologie.
Dottor Pegorin, quali sono i motivi per cui avete scelto di sostenere questo progetto in particolare?
[Pegorin] In EIT RawMaterials abbiamo scelto di sostenere il progetto RARE perché affronta una sfida critica per l'Europa e il settore delle materie prime non fossili. Le terre rare sono elementi essenziali per numerose tecnologie e la loro importanza si estende a numerosi settori strategici tra cui quello delle energie rinnovabili, della mobilità e dell’aerospazio e difesa.
L’estrazione delle terre rare presenta sfide ambientali significative, il termine "raro" infatti non descrive la loro scarsità in senso assoluto, ma piuttosto la sfida nel trovarle in quantità significative all'interno di una riserva, cosa che rende l'estrazione un processo costoso e complesso.
Il team di RARE da questo punto di vista ha sviluppato un approccio innovativo che utilizza nanotecnologie e materiali porosi per estrarre le terre rare da apparecchi elettronici dismessi. Ciò permette di ridurre i costi e l'impatto ambientale associati ai metodi tradizionali di estrazione. È un progetto che promuove l'economia circolare e l'uso sostenibile delle risorse, aspetti fondamentali per la transizione ecologica.
Quale particolarità ha colpito il vostro consorzio riguardo al progetto RARE? Cosa lo distingue da altre iniziative simili nel campo delle terre rare?
[Pegorin] Ciò che ha davvero colpito la nostra organizzazione riguardo al progetto RARE è l'approccio multidisciplinare e innovativo adottato dal team. La combinazione di conoscenze scientifiche e tecnologiche, come la scienza dei materiali e le nanotecnologie, insieme all'attenzione per l'aspetto ambientale e la sostenibilità, rendono questo progetto rilevante. Inoltre, la collaborazione con l'Università di Milano-Bicocca e l'impiego di scarti industriali come materia prima per la produzione del dispositivo conferiscono a RARE una forte base scientifica e un potenziale di impatto significativo.
Quali benefici potenziali prevedete che il progetto RARE possa portare all'Europa e al settore delle terre rare?
[Pegorin] Un elemento chiave del progetto è la sua precisa collocazione nella direzione intrapresa dall’Unione Europea per raggiungere gli obiettivi del Green Deal europeo di ridurre le emissioni del 55% entro il 2030 e la neutralità climatica entro il 2050.
Inoltre la possibilità di estrarre le terre rare dai rifiuti elettronici mediante un processo sostenibile può ridurre la dipendenza dalle importazioni da Paesi terzi come la Cina e garantire un approvvigionamento stabile di queste materie.
La realizzazione del progetto rafforzerebbe infatti le filiere locali e promuoverebbe la sicurezza dell'approvvigionamento per l'industria europea. L'adozione di un approccio basato sull'economia circolare e il riciclo delle terre rare consentirebbe di ridurre l'impatto ambientale associato all'estrazione tradizionale e alla produzione di nuovi dispositivi elettronici da materie prime secondarie.
E’ un ulteriore passo verso la sostenibilità e la transizione ecologica Europea.
Per sostenere il progetto:
Il Team RARE
Lorenzo Viganò e Daniele Montini, dottorandi in Scienza e Nanotecnologia dei Materiali,
Barbara Di Credico, professore associato di fondamenti chimici delle tecnologie nel dipartimento di Scienza dei Materiali
Jessica Bosisio, dottoranda in Economia e Management dell’Innovazione e della Sostenibilità presso l’Università di Parma
