美国能源部能源高级研究计划局（ARPA -E）向加州大学戴维斯分校的研究人员提供了300万美元的资助，用于开发一种基于生物的工艺，该工艺可以选择性地从酸性矿山和工业废水中捕获稀土元素。

该项目由生物与农业工程系助理教授王一（音译）领导。

传统的提取和分离方法是化学密集的，产生大量的废物。加州大学戴维斯分校领导的研究小组旨在通过改造耐酸微生物来生产金属结合蛋白，这种蛋白可以在低pH值下直接工作，从而实现低成本的现场回收。

“这项技术旨在将负债转化为资源，”王说。“通过选择性地在产生酸性废水的地方捕获稀土，比如酸性矿山废水和尾矿液，我们可以减少化学品的使用和浪费，同时加强清洁能源制造业的弹性国内供应链。”

该项目旨在利用人工智能进行蛋白质设计、结构表征和酸兼容工艺开发。在耐酸微生物宿主中部署的工程生物催化剂将选择性地从酸性废水中捕获稀土元素，从而提供一条更简单、更清洁的途径，从稀释的废水流中获得有价值的材料。

“我们的人工智能指导的蛋白质设计让我们调整蛋白质结合环，即使在非常低的pH值下也能保持快速和高度选择性，”化学学系的联合首席研究员兼教授贾斯汀西格尔说。“这种分子精度与耐酸微生物相结合，可以用更少的单元操作实现更短、更环保的回收流程。”

加州大学戴维斯分校领导的ARPA - E项目希望展示从困难的废水中选择性、低pH值回收和现场浓缩关键稀土元素——减少化学物质和能源，减少废物，并利用目前丢弃的大量国内库存。

除了核心科学之外，该项目还包括一项专门的技术到市场的努力，以规划从实验室发现到现实世界部署的路径。“我们的工作是确保这不仅仅是一个纸上谈兵的好主意，”加州大学戴维斯分校的联合首席研究员兼技术到市场任务的负责人Boon - Ling Yeo说。“我们正在评估成本、市场和潜在的合作伙伴，以便从废水中回收稀土不仅在技术上可行，而且在经济上对美国各地的公用事业、采矿运营商和制造商都具有吸引力。”