MAGSOLEX: Magnetisch unterstützte Lösungsmittelextraktion von Seltenen Erden in variablen Gravitationsfeldern
MAGSOLEX untersucht die grundlegenden Mechanismen, durch die Magnetfelder Transport- und Reaktionskinetiken bei der Seltenerd-Solventextraktion steuern. Die Parabelflugkampagne ermöglicht die Untersuchung dieser grundlegenden Zusammenhänge, da auftriebsgetriebene Strömungen stark reduziert werden und dadurch die Wirkung magnetischer Kräfte auf Seltenerd-Lösungen isoliert betrachtet werden kann.
Daher entwickelt MAGSOLEX eine Nutzlast, die optische Interferometrie, hochauflösende Bildgebung, kompakte fluidische Systeme und einstellbare Halbach-Magnetanordnungen zu einem Messsystem kombiniert, um zu quantifizieren, wie magnetische Kräfte Transport- und Reaktionskinetiken strategisch wichtiger kritischer Rohstoffe – der schweren Seltenerdelemente – verändern. Darüber hinaus ermöglicht das nahezu vollständige Fehlen des Auftriebs wandunbegrenzte Tropfenexperimente, die unter terrestrischen Bedingungen nur schwer realisierbar sind, und schafft klarere Bedingungen für die Prüfung und Validierung physikalischer Modelle.
Zentrale Datenpunkte, die während der Parabelflugkampagne gewonnen werden, werden mit umfangreichen bodengebundenen Experimenten kombiniert, um grundlegende Skalierungsgesetze und ein mechanistisches Verständnis magnetisch intensivierter Seltenerd-Extraktionsprozesse zu etablieren. Diese Erkenntnisse können anschließend auf terrestrische Prozesse zur Trennung und zum Recycling von Seltenerden übertragen werden. Insbesondere untersucht das Projekt, wie Magnetfelder den Stofftransport verbessern, Reaktionskinetiken beschleunigen und die Phasentrennung fördern können – zentrale Schritte für die Seltenerdtrennung und das geschlossene Recycling. Gleichzeitig validiert MAGSOLEX eine zunehmend automatisierte und vielseitige experimentelle Plattform für zukünftige, länger andauernde Mikrogravitationsforschung an Tropfen, Blasen und weicher Materie. Auf diese Weise stellt die Mikrogravitation die kontrollierte Umgebung bereit, die erforderlich ist, um die zugrunde liegende Physik aufzudecken, während die daraus gewonnenen Erkenntnisse und Skalierungsprinzipien mit dem ausdrücklichen Ziel entwickelt werden, Technologien zur Verarbeitung von Seltenerden auf der Erde zu verbessern.