BotaKuriozitetlajme

Cfare do te ndodhe kur rezervat minerale te rralla te tokes do te mbarojne

Rezervat e disa mineraleve të rralla të tokës të përdorura në elektronikë, pajisje mjekësore dhe energji të rinovueshme mund të mbarojnë në më pak se 100 vjet.

Mineralet e rralla të tokës janë burime që ndodhin natyrshëm, të cilat nuk mund të rikrijohen ose zëvendësohen. Disa janë të pranishëm në sasi shumë të vogla në koren e Tokës. Ato u krijuan kur nxehtësia ekstreme dhe kushtet e presionit të prodhuara nga evolucioni i një ylli i shtynë atomet së bashku për të krijuar elemente. Kur bërthama e një ylli shembet, ajo shpërthen si një supernovë.

Ata u grumbulluan me kalimin e kohës kur yjet shpërthyen dhe elementët ranë në Tokë. “Planetët si Toka janë bërë nga mbetjet e yjeve të vjetër, të vdekur dhe produktet e shpërthimeve të yjeve si supernova, të gjithë gravitojnë së bashku; toka dhe gjithçka mbi të, duke përfshirë edhe ne, janë bërë prej pluhuri të yllit ”, thotë Elisabeth Ratcliffe në Shoqërinë Mbretërore të Kimisë.

Ekzistojnë pesë minerale shumë të rralla të tokës të përdorura në teknologjinë që ne i marrim të mirëqena sot. Ato janë tantal, argjend, litium, galium dhe indium.

Disa minerale janë të pranishme vetëm në sasi shumë të vogla. Shumë janë përdorur në pajisjet e sotme elektronike, të tilla si smartphone, dhe, gjithnjë e më shumë, në produktet e energjisë së rinovueshme të tilla si panelet diellore dhe bateritë për automjetet elektrike (EV). “Ata janë krijuar gjeologjikisht dhe nuk ka asgjë që mund të bëjmë, për momentin, në laborator për t'i rikrijuar ato. Rezervat aktuale për shumë prej këtyre elementeve për momentin janë mjaft të kufizuara, ”shpjegon Ratcliffe.

Tantali (Ta) gjendet në xehet e tantalitit, kryesisht kolumbit-tantalit. Ajo u zbulua në shekullin e 18-të, por minierat industriale filluan vetëm në vitet 1920. Metali i rëndë është jashtëzakonisht i fortë. Ka një pikë të lartë shkrirjeje 3,017 ° C dhe një rezistencë të lartë ndaj korrozionit që është e njëjtë me atë të qelqit. Mund të përballojë sulmin kimik deri në 150 ° C, është i qëndrueshëm në temperaturën e dhomës dhe është gjithashtu jashtëzakonisht i dukshëm: mund të tërhiqet në një tel të hollë, të fortë dhe të lakueshëm. Mund të rrokulliset gjithashtu në një pllakë shumë të hollë në gjendjen e saj të ftohtë pa nevojën e pjekjes, një trajtim termik që mund të ndryshojë vetitë kimike të një materiali për ta bërë atë të funksionueshëm.
Sot, aftësia e tij për ruajtjen e energjisë përdoret në kondensatorë elektronikë në kompjuterë dhe telefona celularë. Ka një shkallë të ulët të dështimit, kështu që përdoret në elektronikën automobilistike dhe hapësinore, energjinë atomike dhe turbinat e erës. Nuk reagon me lëngje në trup, kështu që mund të përdoret në implantet mjekësore, përfshirë implantet e kockave dhe stimuluesit e ritmit. Argjendi (Ag) përdoret gjithashtu në përbërës të vegjël elektronikë. "Naturalisht i natyrshëm anti-bakterial, kështu që është propozuar për t'u përdorur në veshjen e plagëve", thotë Ratcliffe. Litiumi (Li) është një metal i butë, i lehtë. Ka një pikë të ulët shkrirjeje dhe një pikë të lartë vlimi. Ushtë e kudondodhur në bateritë për pajisjet elektronike, nga kompjuterat laptopë në telefona, megjithatë vlerësohet se do të marrë vetëm 0.0007 përqind të kores së Tokës. Kapacitetet e saj të ruajtjes së energjisë dhe pesha e lehtë e kanë bërë atë zgjedhjen mbizotëruese për teknologjinë e baterisë në EV. Forbes raporton se midis 2019 dhe 2025, kërkesa për litium do të rritet pesë herë për të arritur 1.3 milion tonë ekuivalent të karbonatit të litiumit. Litiumi gjithashtu është zbuluar se synon sistemin nervor qendror, duke forcuar lidhjet nervore për të rritur çlirimin e kimikateve të ekuilibrit të humorit në trajtimin e çrregullimeve bipolare dhe depresionit. Kërkimet mjekësore përdorin litium dhe galium (Ga) në disa trajtime të kancerit ku atomet e metaleve në molekulat e ilaçeve mund të përdoren si katalizator në sintezën e një ilaçi për të matur reagimin. Në formë të lëngshme, galiumi përdoret gjithashtu për shfaqje, ekrane dhe panele diellore. Metali ka një pikë të ulët shkrirje por ka një pikë të lartë vlimi (2,204 ° C). Përdoret në përbërjet e arsenidit të galiumit (GaAs) dhe nitridit të galiumit (GaN) në gjysmëpërçuesit, për transferimin e nxehtësisë dhe ftohjen e tij
Indium (In) është transparent, përçon energji elektrike dhe ngjitet mirë në xham. Përdoret në ekranet me panel të sheshtë, LED me shkëlqim të lartë dhe teknologjitë fotovoltaike, përfshirë panelet diellore. Galiumi dhe indiumi nxirren nga mineralet e boksitit, zinkut, kallajit dhe argjendit. Ndikimet mjedisore të minierave dhe kostoja e prodhimit mund të kufizojnë disponueshmërinë e këtyre burimeve dhe potencialin për t'i nxjerrë ato, thotë David Merriman i Roskill, një këshillim kërkimor në industri. Përveç ujit dhe energjisë së përdorur në minierat e depozitave, proceset kimike për nxjerrjen e metaleve të pastra nga minerali i metaleve janë të karbonit intensiv.Ndërsa askush nuk po nxjerr elementë të rrallë në një shkallë të gjerë, disa minerale po nxirren përmes riciklimit. Kabllot elektrike, për shembull, mund të ndahen në copa bakri dhe copa plastike për riciklim. Ari dhe metalet si alumini mund të riciklohen në mënyrë efektive dhe të ripërdoren, por elementët më të rrallë nuk riciklohen. Shoqëria Mbretërore e Kimisë po mbron ‘zvogëlimin, ripërdorimin, riciklimin’. Megjithëse riciklimi sjell një kosto për sa i përket përdorimit të energjisë dhe emetimeve të serrave, është akoma më pak sesa për minierat fillestare. "Ne mund të fillojmë duke përdorur më pak, pastaj të zgjasim jetën e produkteve dhe riciklimi është në të vërtetë zgjidhja e fundit", thotë Ratcliffe. "Çdo gjë ka një kosto energjie, kështu që ne do të duhet të bëjmë dy gjëra: të ulim konsumin dhe të ulim varësinë tonë nga disa prej këtyre elementeve duke përdorur të tjerët - por është e rëndësishme të kujtojmë vetitë e veçanta që kanë, e cila është arsyeja që ne po përdorim këto elementet në radhë të parë. ” Mungesa dhe kostoja e nxjerrjes së këtyre elementeve të rralla të tokës po çon një pjesë të hulumtimeve për alternativa. Një nga fushat kryesore për kërkime është në grafen. Ky karbon është një shtresë e vetme e atomeve të rregulluar në një rrjetë gjashtëkëndore. Substanca e fortë, e lehtë dhe e hollë përçon energji elektrike, është përcjellëse termike dhe është transparente. Për ekranet me prekje, për shembull, ajo ka shumë veti të njëjta përçuese si indiumi, megjithëse aktualisht nuk mund të prodhohet në fletë të mjaftueshme për t'u përdorur në zona të mëdha. Një ekip studiuesish nga University College London dhe Akademia Kineze e Shkencave përdorën filma të laminuar me grafen për të hartuar një super kondensator që do të karikojë EV shpejt dhe me dendësi më të madhe të energjisë sesa teknologjitë konvencionale të karikimit të shpejtë.Projekti përdori filma të laminuar me grafen dhe rriti dendësinë e energjisë duke ndryshuar madhësitë e poreve të membranave për të përputhur madhësinë e joneve të elektrolitit. Rezultati ishte një rritje në dendësinë e energjisë vëllimore nga 5-8 vat-orë për litër (Wh / L) në 88.1Wh / L. Superkondensatori gjithashtu tejkaloi një bateri konvencionale duke mbajtur 97.8 përqind të kapacitetit të energjisë pas 5,000 cikleve. Propozohet që një super kondensator i tillë të shoqërohet me bateri litiumi në EV për të ruajtur një sasi të madhe energjie në një sistem kompakt për një ngarkesë të shpejtë dhe një dalje të kontrolluar. Miratimi mbështetet në sasi të mjaftueshme të grafenit me çmime komerciale, e cila aktualisht nuk është e realizueshme. Një alternativë ndaj baterive të jonit litium janë bateritë litium-squfur. Ata mund të mbajnë deri në pesë herë më shumë energji - duke zvogëluar peshën e baterisë - dhe do të ishte më e lirë për t'u prodhuar pasi squfuri është më i disponueshëm. Problemi për zhvilluesit është se bateritë degradojnë shpejt me çdo cikël karikimi. Një ekip ndërkombëtar i udhëhequr nga studiuesit në Universitetin Monash në Australi kanë ndryshuar ekuilibrin e karbonit dhe lidhësit për t'i lejuar squfurit më shumë hapësirë ​​për të akomoduar ndryshimet në strukturë gjatë ngarkimit, i cili lehtëson stresin dhe lejon që të ruajë integritetin e tij. Një patentë për procesin e prodhimit është miratuar dhe Dr Mahdokht Shaibani në Departamentin e Inxhinierisë Mekanike dhe Hapësirë ​​Ajrore, Universiteti Monash pret disponueshmërinë tregtare brenda katër viteve. Prototipet po testohen në aeroplanë elektrik nga Oxis Energy me bazë në Abingdon dhe në makina dhe rrjete diellore në Australi.

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button
WP2Social Auto Publish Powered By : XYZScripts.com