La scoperta rivoluzionaria di una chimica del Politecnico federale

«Perché il cielo è blu? Da dove vengono le nuvole?» Marie Perrin se lo chiedeva già da bambina. «Sono sempre stata molto curiosa», racconta. La sua curiosità non si è limitata a far sì che Marie, figlia di due ricercatori, comprendesse sempre meglio il mondo di anno in anno. È presto diventata il motivo per cui ha voluto impegnarsi a cambiarlo. In collaborazione con il suo team del Politecnico di Zurigo, l’oggi ventisettenne ha sviluppato un metodo grazie al quale è possibile riciclare le terre rare.

Risorse essenziali per la svolta energetica

Le terre rare sono diciassette metalli che vengono utilizzati in tutti gli apparecchi moderni: nelle batterie, negli smartphone, nei computer, nelle turbine eoliche e nelle auto elettriche. «Si trovano ovunque attorno a noi», spiega Perrin, «ma solo l‘uno per cento di tutte le terre rare viene riciclato.» Il riciclaggio è importante poiché la svolta energetica necessita di una quantità sempre maggiore di terre rare. L’estrazione non è solo costosa ma anche decisamente nociva per l’ambiente e libera radiazioni.

Inoltre, entra in gioco anche un grave problema geopolitico: circa il 70 per cento delle terre rare viene estratto in Cina. Cosa ciò può significare per il resto del mondo è risultato evidente nel 2010: in quell’anno è nato un conflitto tra Cina e Giappone e la Cina ha sospeso in maniera informale tutte le esportazioni di terre rare verso il Giappone. Di conseguenza, i prezzi sono aumentati di oltre il 100 per cento e ci sono stati enormi problemi di approvvigionamento in tutto il mondo. «Se compariamo il mercato delle terre rare a quello del petrolio, nel settore petrolifero i maggiori esportatori detengono una quota di mercato del 30-40 per cento», spiega Marie Perrin.

Lampadine trovate nella spazzatura del Politecnico

«Abbiamo avuto fortuna a scoprire questo metodo», racconta Perrin. Originariamente, la sua ricerca non aveva nulla a che fare con il riciclaggio delle terre rare. Perrin ha però scoperto che la molecola che stava studiando si prestava perfettamente a questa procedura. La chimica si è quindi concentrata su questa potenzialità: «Ho ripescato alcune vecchie lampade a risparmio energetico dai container della spazzatura del Politecnico e ho avviato alcuni esperimenti in laboratorio», spiega Perrin. È infine riuscita a separare la terra rara europio dalle lampadine.

Perrin compara il processo alla cottura della pizza: immaginiamo di aver aggiunto una presa di sale all’impasto della pizza. Come possiamo separare il sale che ormai si è mescolato con l‘impasto? Serve qualcosa che distingua gli elementi dell’impasto dagli elementi del sale e possa separarli. Nel caso di Marie Perrin, questo ingrediente si chiama «tetrathiometalate». «Con il metodo conosciuto finora, la procedura andava ripetuta più volte», spiega Perrin. «Ciò causa un enorme consumo di risorse.» Con la procedura sviluppata da Perrin, la terra rara europio può essere separata dagli altri elementi della lampadina in una sola passata e con una purezza elevata.

Prendere l’iniziativa

Il team di ricerca di Perrin ha pubblicato i risultati nella rivista specializzata Nature Communications, ha registrato un brevetto e si è trovato confrontato con una domanda: cosa fare adesso? «Si può vendere la licenza alle grandi imprese chimiche oppure continuare personalmente a sviluppare la tecnologia», spiega Perrin. «Per me era chiaro che avrei continuato personalmente la ricerca.» Il rischio che il potenziale di questa procedura finisse dimenticato nel cassetto di qualche grande impresa era troppo elevato. E troppo elevata era naturalmente anche la curiosità di scoprire dove può portare una simile tecnologia.

Insieme ad una ex compagna di scuola e al relatore della sua tesi, Marie Perrin ha fondato la start-up REEcover. Il primo obiettivo è quello di rendere scalabile la procedura con le lampadine. In una seconda fase, la procedura verrà estesa anche alle altre 16 terre rare. «Sono una ricercatrice, non ho esperienza nella gestione di un‘impresa», spiega Perrin. La sua curiosità la spinge però a proseguire le ricerche: «Tutti i giorni c’è qualcosa di nuovo, è divertente.»

Un futuro promettente

«Il nostro timing è ottimo», spiega Perrin. Nel 2024, l’Unione europea ha approvato una legge sulle materie prime critiche. Uno degli obiettivi della legge è ridurre la dipendenza dalla Cina sul mercato delle terre rare. Ecco perché REEcover è una delle start-up più promettenti del Politecnico.