Будущие технологические вызовы для редкоземельных металлов

В последние несколько десятилетий новые и развивающиеся технологии предоставили компаниям многие из наиболее важных возможностей, но они также принесли проблемы. В ближайшие несколько лет изобретения, которые в настоящее время разрабатываются и внедряются разработчиками приложений, станут более популярными и мощными. Мы еще не знаем возможных последствий этих разработок, но компаниям необходимо предсказать и подготовить, как эти изобретения повлияют на их секторы экономики. Одна из возможных угроз - истощение земных ресурсов, особенно редкоземельных металлов. Чем чаще поднимается вопрос об исчерпании ресурсов, возникает вопрос, стоит ли нам об этом беспокоиться? И какие есть альтернативы для борьбы с этим.

«Большинство наших самых популярных устройств, таких как смартфоны , ноутбуки и наушники полагаются на разные материалы ».

По словам ученых, занимающихся природными ресурсами, многие товары, от которых мы зависим в повседневной жизни, никогда не будут «исчерпаны». К сожалению, их взгляды слишком позитивны и расходятся с истиной. Большинство наших самых популярных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и хирургические принадлежности, используют несколько материалов. Только в аккумуляторном оборудовании насчитывается более шестидесяти компонентов. «Большинство этих элементов содержится в небольших количествах, миллиграмм или меньше, - говорит Армин Реллер, химик из Аугсбургского университета в Германии и заведующий кафедрой стратегии ресурсов. «Однако они имеют решающее значение для работы устройства». Сюда входят некоторые хорошо известные минералы, такие как железо, алюминий и медь, а также другие менее известные вещества, такие как «редкоземельные минералы» или «научные семена». Эти материалы, упомянутые позже, привлекли большое внимание из-за их использования в смартфонах, электромобилях, ветряных турбинах, портативных компьютерах и других устройствах. Китай поставляет 90% редкоземельных металлов в мире, и предполагается, что его месторождения полезных ископаемых будут исчерпаны в течение 15-20 лет. Точно так же другие предсказывают, что при сохранении спроса индий, платина и серебро будут исчерпаны в течение десяти лет. Согласно другим отчетам, такие продукты, как алюминий, будут израсходованы примерно через 80 лет.

Согласно исследованиям, золото, платина, родий и теллур являются одними из самых редких элементов на Земле, будь то с точки зрения его доли на Земле или с точки зрения его ценности для человека. Исследования окружающей среды, Центр промышленной экологии Йельской школы, «полное отсутствие платины, алюминия, серебра или каких-либо других природных ресурсов почти наверняка никогда не произойдет». Он утверждает, что мы никогда полностью не истощали природные ресурсы и, скорее всего, никогда этого не сделаем.

Взгляд на ситуацию с точки зрения «выгорания» - не единственный способ сделать это. Например, трудно доказать отрицательный результат. Не исследуя каждый возможный подводный аспект на земном шаре, ученые никогда не сделают однозначного вывода:«На Земле больше нет месторождений серебра». Более реалистичное объяснение состоит в том, что, когда мы дойдем до стадии, когда мы постепенно уменьшаемся, стоимость готового лома будет очень дорогой, и производители не смогут получать прибыль ни от одного из товаров, которые они производят. Они обратятся к другим, хотя и неблагополучным ресурсам. По словам Лоуренса Мейнерта, координатора программы Минеральных ресурсов Геологической службы США, «по мере того, как рыночные силы меняются, затраты меняются, а потребители корректируют то, что им нужно и как им это нужно». «Это означает, что вы никогда ничего не будете использовать, потому что цена вырастает настолько дорого, что вы избегаете покупать это».

Добыча криолита, используемого для производства металлического алюминия, прекратилась в 1980-х годах, потому что оставшихся месторождений было недостаточно для оправдания затрат на добычу, и они фактически переключились на альтернативы общего назначения. Самым ценным активом в мире также назвать нельзя. Он не применяет понятие о том, сколько определенных элементов или конкретных минералов находится в мире. Изобилие зависит от сложности добычи минерала и спроса на него (Минат, 2010). Следовательно, дефицит становится проблемой дефицита, а не фактических запасов, и даже на доступность могут влиять многие факторы. Индий, используемый в оборудовании и экранах мониторов планшетных компьютеров, является побочным продуктом других горнодобывающих предприятий. Почти весь индий добывается в цинковых карьерах; на самом деле нет специально обозначенного карьера индия из-за его ограниченного количества и низкой эффективности добычи. Следовательно, если автопроизводители перейдут от стальных конструкций к алюминиевым и вызовут падение рынка цинка, как это было недавно, цена на индий упадет. «Природа закладывает отложения везде, где кажется, что это делает, независимо от того, есть ли у нас сила или вода, чтобы справиться с этим» (Грэдел).

В других ситуациях, даже если есть определенные шахты для такой продукции, спрос может превышать предложение. Немецкое слово «Gewürzmetall» часто используется для описания таких свойств. «Пряный металл» назван так потому, что, подобно брызгам корицы или шафрана, сохраняющим вкус блюда, эти компоненты составляют ограниченный процент в составе цифрового устройства, но имеют решающее значение для его работы. Палладий, используемый в качестве резистора в мобильных телефонах, составляет всего 0,015 процента от общего веса такой продукции, но сектор потребляет примерно 15 тонн редкоземельного металла в год.

Аргумент, что вселенная может найти альтернативы, если та или иная переменная исчерпана, был популярен в прошлом. К сожалению, в сегодняшней высокодинамичной среде нет подходящей замены. Грэдель и его сотрудники попытались найти правильные заменители 62 металлов с помощью нового анализа. Они обнаружили, что 12 протестированных металлов не имеют заменителей для их основных применений, но ни один из других 62 металлов не имеет заменителей в большинстве их применений. Если мы начнем создавать альтернативы, эффективность может снизиться, машины станут медленнее, двигатели станут менее мощными и т. Д. - потому что мы хотим извлечь максимум из длинного описания продукта. Graedel надеется получить четкое представление о том, каких металлов будет дефицит в ближайшие годы. Отдел исследований и разработок должен начать мечтать о потенциальных альтернативах и сосредоточиться на разработке продуктов из более надежных материалов.

В то же время было бы полезно найти ответственный способ утилизации старого оборудования. В 2009 году в США было переработано только 25% старых телевизоров и ноутбуков и 8% мобильных телефонов. Беспокоит то, что мы тратим все свое время и деньги на золото, платину и другие материалы, используемые в электронных продуктах. Мы просто используем их один раз и не заботимся о том, что с ними происходит. Переработка не решает проблему дефицита. Это определенно поможет. Если Земля начнет серьезно перерабатывать и объединить эти усилия с новыми технологиями для эффективного выявления, сбора и распространения необходимых нам продуктов, то продукты, которые необходимы в повседневной жизни, могут прослужить веками. Когда дело доходит до стоимости и доступности технологий в повседневной жизни, идея вторичного использования может показаться немного призрачной, и рыночные уравнения влияют на нас. Хотя ни одно вещество не является настолько редким, что, как только оно вымрет, мы должны беспокоиться о том, что многие вещества скоро исчезнут.