در همکاری با اداره ثبت اختراع اروپا-کپی‌رایت EPO-نوشته الیز مورتون-16/06/2025
ماری پرین، شیمیدان فرانسوی-آمریکایی، روشی پاک‌تر برای بازیافت عناصر خاکی کمیاب، کاهش زباله‌های سمی و حمایت از اقتصاد چرخشی برای فناوری‌های سبز ضروری ایجاد کرده است.
عناصر خاکی کمیاب (REEs) برای همه چیز از تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا توربین‌های بادی و وسایل نقلیه الکتریکی حیاتی هستند – اما استخراج آنها با هزینه‌های زیست‌محیطی گزافی همراه است. استخراج یک تن عناصر خاکی کمیاب می‌تواند تا 2000 تن زباله سمی، از جمله مواد رادیواکتیو، تولید کند. ماری پرین، شیمیدان فرانسوی-آمریکایی، راه‌حل پاک‌تری ارائه می‌دهد. در ETH زوریخ، او یک فرآیند سریع و مقیاس‌پذیر برای بازیابی یوروپیوم از لامپ‌های فلورسنت دور ریخته شده – بدون آلودگی روش‌های مرسوم – توسعه داد.
پرین می‌گوید: “امروز، من در حال کار بر روی عرضه فناوری‌ای هستم که در طول تحصیلات تکمیلی‌ام در زمینه بازیافت عناصر خاکی کمیاب توسعه دادم. آنها در تلفن شما، در رایانه شما و در بسیاری از فناوری‌های سبز، مانند توربین‌های بادی و اتومبیل‌های برقی وجود دارند.” او می‌گوید: “ما یک راه‌حل […] برای تهیه این فلزات از زباله‌هایی که تولید می‌کنیم، داریم.”
این نوآوری باعث شد که او در میان ده نفر برتر Tomorrow Shapers در جایزه مخترعان جوان 2025 دفتر ثبت اختراع اروپا قرار گیرد.
فرآیند در انتظار ثبت اختراع با برچیدن لامپ‌ها برای استخراج ایمن پودر فسفر و حذف جیوه آغاز می‌شود. پودر در اسید حل می‌شود، سپس با مولکول‌های مبتنی بر گوگرد ترکیب می‌شود که باعث واکنش اکسایش-کاهش می‌شوند. یک رسوب طلایی رنگ، غنی از یوروپیوم، تشکیل می‌شود، در حالی که عناصر دیگر مانند ایتریم در محلول باقی می‌مانند. جامد فیلتر می‌شود، با اگزالات آمونیوم برای بازسازی استخراج‌کننده تیمار می‌شود و در نهایت به اکسید یوروپیوم قابل استفاده تبدیل می‌شود.
این روش همچنین نیاز به حلال‌های سمی را کاهش می‌دهد و امکان استفاده مجدد از مواد شیمیایی را در حلقه بسته فراهم می‌کند. او می‌گوید: «اختراع ما به ما این امکان را می‌دهد که این عناصر را با کارایی بیشتری جدا کنیم. و ما این کار را از ضایعات انجام می‌دهیم تا این فلزات حیاتی دور ریخته نشوند.»
پرین که در ایالات متحده متولد و در تولوز بزرگ شده است، از سنین پایین به شیمی علاقه‌مند شد – به ویژه به این دلیل که هر دو والدینش دانشمند هستند. او با نگاهی به گذشته می‌گوید: «مادرم شیمیدان است و از همان ابتدا، اشتیاقش به شیمی را با من به اشتراک گذاشت، که واقعاً مرا در مطالعات بعدی‌ام راهنمایی کرد.»
دوره دکترای پرین در ETH زوریخ با کار بر روی تصفیه آب به جای جداسازی عناصر کمیاب خاکی آغاز شد، اما در اوایل پروژه تغییری ایجاد شد، زمانی که پرین به همراه استاد راهنمای دکترا، پروفسور ویکتور موگل، «کشف کرد که مولکول‌هایی که ما استفاده می‌کردیم می‌توانند برای جداسازی عناصر کمیاب خاکی استفاده شوند».
پرین با حمایت دفتر انتقال فناوری ETH، درخواست ثبت اختراع ارائه داد، یافته‌های خود را در مجله علمی Nature منتشر کرد و به همراه موگل و دوست قدیمی‌اش ماریا پوخوس، استارتاپ سوئیسی REEcover را تأسیس کرد.
با وجود اعتبار پایداری REEcover، همه چیز به خوبی پیش نرفته است. پرین به یاد می‌آورد: «ما با بسیاری از شرکت‌ها تماس گرفتیم، اما در ابتدا برای تأثیرگذاری تلاش کردیم. وقتی شروع به برقراری ارتباط کردیم، متوجه شدیم که بسیاری از صنایع بر زنجیره تأمین خود قدرت ندارند.»
REEcover که در ابتدا بر لامپ‌ها متمرکز بود، اکنون به بازیابی عناصر کمیاب خاکی از آهنرباهای مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی و الکترونیک گسترش یافته است. این تیم در حال انجام مطالعات اثبات مفهوم برای تطبیق این روش با سایر جریان‌های زباله است، با هدف سوق دادن صنعت به سمت مدل‌های چرخشی.
از نظر پرین، این علم برای علم نیست. او می‌گوید: «نسل ما با چالش‌های زیادی روبرو است، از بیماری‌های همه‌گیر جهانی گرفته تا تغییرات اقلیمی. اگر ایده‌ای دارید، جسور باشید، خلاق باشید و مرزهای دانش بشری را گسترش دهید.»
