Neuer US-Deal zielt darauf ab, Halbleitermaterial aus Aluminiumabfällen zu gewinnen

Die neue Partnerschaft wird die Automatisierungs- und künstliche Intelligenz-Kompetenzen des Ames Lab nutzen, um einen effizienteren Weg zur Trennung und Extraktion Prozessen zu entwickeln. „Derzeit gibt es keine inländische Galliumproduktion und keine vollständige US-Gallium-Lieferkette", sagte Long Qi, Wissenschaftler am Ames Lab und Projektleiter, Experte für chemische Trennverfahren und Katalyse. „Das Ziel der Partnerschaft besteht darin, dies zu ändern, und das Vorhaben stimmt gut mit der Mission des Energieministeriums überein, die Produktion kritischer Materialien hierzulande zu fördern", fügte er hinzu.

Gewinnung ällen: Gallium wird in der Regel nicht direkt abgebaut, sondern fällt als Nebenprodukt in den frühen Stadien der Aluminiumproduktion an, insbesondere während des Bayer-Verfahrens. Dieses Verfahren nutzt ätzende Flüssigkeiten und hohe Temperaturen, um aus Bauxiterz Aluminiumoxid zu extrahieren und zu veredeln.

Obwohl Gallium im Abwasserstrom vorhanden ist, liegt seine Konzentration sehr niedrig bei etwa 100 ppm. Das Ames Laboratory und die Indium Corporation sehen in diesem Abfallstrom mit niedriger Konzentration eine wertvolle Chance, sofern die geeignete Extraktionstechnologie entwickelt wird.

Das Projekt konzentriert sich auf flüssigbasierte

Das Projekt konzentriert sich auf flüssigbasierte Veredelungsverfahren, die spezialisierte Polymere, sogenannte Harze, einsetzen. Diese Harze können Metalle aus Bergbau-Lösungen trennen und anreichern.

Forscher des Ames Laboratory werden daran arbeiten, ein hitzestabiles und effizientes Harz zu entwickeln, das selektiv für Gallium ist. „Diese Zusammenarbeit vereint fortschrittliche Forschungskapazitäten und tiefgreifende Materialkenntnisse, um eine kritische Lücke in den USA zu schließen. "Supply Chain", sagte Ross Berntson, Präsident und CEO der Indium Corporation. "Indem wir uns auf skalierbare, datengestützte Lösungen konzentrieren, arbeiten wir daran, einen zuverlässigeren Zugang zu Gallium für die Branchen zu ermöglichen, die davon abhängig sind", fuhr er fort.

KI könnte Entwicklungszeiten um Jahrzehnte verkürzen: Die Entwicklung neuer Materialien hat traditionell 10 bis 20 Jahre in Anspruch genommen. Das Ames-Labor gibt an, dass seine robotergestützten Laborsysteme nun große Mengen an Experimenten durchführen und hochwertige Daten deutlich schneller generieren können.

Technik und Auswirkungen

In Kombination mit KI-Tools können diese Daten schnell analysiert werden, um Muster zu erkennen, Prozesse zu optimieren und die nächste Runde des Materialdesigns zu steuern.

Nach Angaben des Labors könnte dies die Entwicklungszeiten oder drei Jahre reduzieren. "Durch den Einsatz unserer automatisierten Chemie-Kapazitäten und KI-Tools können wir für unser KI-Modell täglich über 100 Datenpunkte generieren." „Dies beschleunigt unseren Zeitplan für die Entwicklung einer Lösung, die über die derzeit führenden Industriematerialien hinausgeht", sagte Qi.

Skalierung hin zur industriellen Produktion Die Arbeiten werden im Rahmen eines Kooperations- und Entwicklungsabkommens (CRADA) durchgeführt. Die Indium Corporation stellt einen US-amerikanischen Harz-Teststand bereit, der die Hochvolumenproduktion widerspiegelt, sowie technoökonomische Modelle zur Festlegung der erforderlichen Materialeigenschaften.

Das Ames Lab synthetisiert Materialien im Bereich, während die zukünftige Skalierung auf Kilogramm- und Tonnenmaßstab weiterhin kollaborativ erfolgt. „Diese Arbeit ist ein wichtiger Schritt, um neuen Wert für bestehende industrielle Prozesse freizusetzen", sagte Robert Ploessl, Produktmanager für Metalle und Verbindungen bei der Indium Corp.