DARPA EMBER计划寻求生物工程方法促进稀土分离纯化

一项新的国防高级研究计划局 (DARPA) 计划——环境微生物作为生物工程资源 (EMBER) ( HR001121S0035 )——DARPA EMBER计划寻求生物工程方法促进稀土分离纯化，以克服美国内稀土元素 (REE) 供应面临的关键挑战。

美国虽然拥有国内稀土资源，但由于这些元素的分离提纯依赖国外实体，其供应链很脆弱。

“生物采矿”是一种使用微生物从各种来源中提取或分离目标金属（例如金或铜）的方法，但由于微生物对稀土元素的特异性和选择性较差，因此对稀土元素尚无用处。

EMBER计划将利用环境微生物学的多样性、特异性和可定制性来实现新的生物采矿方法，以分离、提纯和将稀有金属转化为可制造的形式。微生物（和/或生物分子），包括那些来自极端或富含金属的环境微生物，可以通过生物工程或改造来结合、吸收和操纵单个的稀有金属。

这些生物成分一旦开发出来，就可以组装成一个在线分离、纯化和回收工作流程，从而产生单独的、纯化的REE。

EMBER的目标是来自未充分利用的国内资源的 REE，如磷矿废料、酸矿排水和电子产品回收过程。

EMBER的方法的可扩展性将通过与现有采矿/废物处理基础设施相一致的概念验证和试点规模研究得到证明。

为期四年的计划将涉及两个技术领域 (TA)，并分为三个阶段。

TA1的目标是 “用于稀土资源利用的生物工程”，目的是建立一个工程生物和/或生物分子的平台，以使稀土资源在恶劣的条件下被结合。本课题设想的 “生物体 “包括微生物、真菌或噬菌体；使用光合生物（蓝藻、微藻）作为底盘，必须说明这些生物体需要的额外能量。

TA2，”稀土生物提炼 “将侧重于开发和测试生物提炼工作流程，以从实际的源材料中提炼单个稀土。回收的REE材料可以是盐类（如卤化物或硝酸盐）、磷酸盐、氧化物/氢化物或还原金属的形式，并不含生物质和杂质。团队将开发和测试生物采矿工作流程，以从复杂的来源混合物中纯化单个 REE，可能结合使用地质、化学和/或工艺工程步骤。研究将从实验室规模发展到能够每周产生至少 700 克总REE 的中试规模示范。预计中试规模的演示将需要与稀土源材料场地同地进行。

团队必须向两个TA提出建议，制定全面、持久的解决方案。

在第一阶段，工作重点是开发适合用于稀土分离的微生物和生物分子–由于稀土元素之间的化学相似性，这是一项具有挑战性的任务。在第二阶段，研究人员将致力于提高从实际源材料中分离REE的效率和规模。第三阶段将在一个积极的、试验规模的REE生物开采示范中达到高潮。在整个项目过程中，各小组将与DARPA建立的独立验证确认（IV&V）小组合作。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com