آهنرباهایی که ماشین‌های الکتریکی و توربین‌های بادی را تامین می‌کنند، هزینه‌های زیست‌محیطی را پنهان می‌کنند. محققان سوئدی در حال کار بر روی جایگزین تمیزتر هستند.
انتقال جهانی به انرژی پاک به تعداد انگشت شماری از مواد بستگی دارد که اکثر مردم هرگز نمی بینند. آهنرباهای خاکی کمیاب همه چیز را از وسایل نقلیه الکتریکی و توربین‌های بادی دریایی گرفته تا تلفن‌های هوشمند و سیستم‌های دفاعی پیشرفته نیرو می‌دهند، با این حال زنجیره تامین پشت آنها متمرکز، از نظر محیطی فشرده و به طور فزاینده‌ای در برابر تنش‌های ژئوپلیتیک آسیب‌پذیر است.
این تنش همان چیزی است که مارتین سالبرگ، استاد شیمی مواد در دانشگاه اوپسالا، می خواهد تغییر دهد.
او می گوید: «این یک مشکل ژئوپلیتیکی است.
چین بر پردازش خاکی کمیاب و تولید آهنربا تسلط دارد و تأثیر زیادی بر مواد مورد نیاز برای انرژی پاک، الکترونیک، سیستم‌های دفاعی و ساخت پیشرفته دارد. کنترل های اخیر صادرات نشان داده است که چقدر سریع این وابستگی می تواند به یک خطر عرضه تبدیل شود.
چرا استخراج زمین های کمیاب بسیار دشوار است
عناصر خاکی کمیاب نیز به سختی تولید می شوند. جداسازی آنها از سنگ اغلب به مواد شیمیایی سنگین نیاز دارد و عناصر رادیواکتیو می توانند در همان ذخایر رخ دهند.
مارتین سالبرگ می گوید: «امروز این یک کار بسیار کثیف است.
طنز این است که عناصر خاکی کمیاب همیشه نادر نیستند. چالش واقعی یافتن آنها در ذخایر غنی از معادن و سپس جداسازی آنها بدون ایجاد مشکل زیست محیطی جدید است.
سوئد ممکن است یک مزیت داشته باشد. رسوبات در مکان هایی مانند Kiruna، Bergslagen و Nora Ker در خارج از Grena شناسایی شده است. LKAB منطقه Kiruna را محل بزرگ‌ترین ذخایر خاکی کمیاب اروپا توصیف کرد که بیش از 1.3 میلیون تن (حدود 1.4 میلیون تن ایالات متحده) اکسیدهای خاکی کمیاب در Per Geijer گزارش شده است.
طرح سوئد برای آهنرباهای خاکی کمیاب تمیزتر
سالبرگ می‌گوید: «در سوئد، توانایی‌های استخراج REE ما، حتی در مقایسه با سطح بین‌المللی، نسبتاً خوب است.
تحقیقات او بر روی طرز تفکر متفاوتی در مورد استخراج زمین های کمیاب متمرکز است. به جای استخراج یک فلز هدف و تلقی بقیه به عنوان ضایعات، تیم می‌خواهد ترکیب شیمیایی کامل در ذخایر سوئدی را ترسیم کند و آهنرباهایی را در اطراف آنچه واقعاً در آنجا موجود است طراحی کند.
«این کمی شبیه برنامه تلویزیونی است چه چیزی در یخچال شما استمارتین سالبرگ می گوید.
او توضیح می‌دهد: “از لحاظ تاریخی، ما یک فلز، آهن، مس یا شاید طلا را استخراج کرده‌ایم. ما در اینجا رویکرد گسترده‌تری را در پیش گرفته‌ایم تا بفهمیم چه عناصری در ذخایر و با چه نسبت‌هایی هستند. ما فهرستی از “آنچه در یخچال است” تهیه می‌کنیم تا بتوانیم از همه آن عناصر به کارآمدترین شکل ممکن استفاده کنیم. ما “دستور العمل‌های مغناطیسی” جدیدی را بر اساس عناصر ایجاد می‌کنیم.”
این امر می‌تواند تولید خاک‌های کمیاب را از همان ابتدا کاهش دهد. اگر آهنرباها را بتوان بر اساس شیمی معدنی محلی طراحی کرد، ممکن است سوئد به مراحل خالص سازی فشرده کمتری نیاز داشته باشد و ممکن است ردپای محیطی هم در پالایش و هم تولید را کاهش دهد.
ایجاد یک زنجیره تامین پایدار برای عناصر خاکی کمیاب
او ادامه می دهد: “امروز، چین در واقع یک انحصار جهانی دارد، اما ما نه تنها ذخایر، بلکه دسترسی خوبی به آب و انرژی نسبتا ارزان داریم. همچنین علاقه به رهبری انتقال سبز در اینجا در سوئد وجود دارد.”
این پروژه فیزیکدانان نظری، زمین شناسان و مهندسان مواد را گرد هم می آورد تا مسیری تمیزتر از سنگ خام تا آهنربای تمام شده را ردیابی کنند. سالبرگ آن را تحقیقات بنیادی مبتنی بر کاربرد می نامد.
کاری که ما انجام می دهیم تحقیقات اساسی است، اما در زمینه ای که از نظر فناوری بسیار مهم است.
هرگز پیشرفتی را از دست ندهید: به خبرنامه SciTechDaily بپیوندید.
ما را در Google و Google News دنبال کنید.
