Μπορούμε να εξορύξουμε γερμάνιο και γάλλιο από τα βάθη των ωκεανών;

Μπορούμε να εξορύξουμε γερμάνιο και γάλλιο από τα βάθη των ωκεανών;

Το γερμάνιο και το γάλλιο είναι δύο πρώτες ύλες που έχουν μεγάλη σημασία για τις σύγχρονες εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας. Και τα δύο είναι σημαντικές πρώτες ύλες για τη βιομηχανία ημιαγωγών, για καλώδια οπτικών ινών και για φωτοβολταϊκά.

Είναι επομένως βασικά συστατικά για τη διαμόρφωση της ηλεκτροκίνησης και της ενεργειακής μετάβασης. Χρησιμοποιώντας νέες αναλυτικές μεθόδους, η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Michael Bau, καθηγητή Γεωχημείας στο Πανεπιστήμιο Jacobs της Βρέμης, μελέτησε την κατανομή του γερμανίου και του γαλλίου σε κρούστες σιδήρου-μαγγανίου στα βάθη των ωκεανών. Τα αποτελέσματα έχουν δημοσιευτεί στο Chemical Geology.

Το 2020, το 66% της παγκόσμιας παραγωγής γερμανίου προήλθε από την Κίνα. Για το γάλλιο, η κυριαρχία της κινεζικής αγοράς είναι ακόμη μεγαλύτερη και προσεγγίζει το 97%. Λόγω αυτής της εξάρτησης και των σχετικών κινδύνων στις προμήθειες πρώτων υλών, τόσο η κυβέρνηση των ΗΠΑ όσο και η Ευρωπαϊκή Ένωση έχουν συμπεριλάβει αυτά τα μέταλλα στους καταλόγους τους με τις κρίσιμες πρώτες ύλες. Καταβάλλεται μεγάλη προσπάθεια για την αναζήτηση κοιτασμάτων σε όλο τον κόσμο, ειδικά αφού η ζήτηση για αυτά τα μέταλλα αναμένεται να αυξηθεί δραματικά τα επόμενα χρόνια. Όμως η αναζήτηση πρώτων υλών αποδεικνύεται δύσκολη και τα μη συμβατικά κοιτάσματα έρχονται επίσης στο επίκεντρο.

Ένας τρόπος για να διασφαλιστεί η παγκόσμια προσφορά κρίσιμων πρώτων υλών θα μπορούσε να είναι η εξόρυξη σε βαθέα ύδατα. Αν και αυτού του είδους η εξόρυξη είναι αμφιλεγόμενη λόγω των ασαφών επιπτώσεών της στο περιβάλλον, θα μπορούσε να παρέχει μεγάλες ποσότητες από πολλά μέταλλα χωρίς τα οποία, για παράδειγμα, δεν μπορούν να επιτευχθούν οι στόχοι της κλιματικής πολιτικής, όπως η ενεργειακή μετάβαση. Η ανακύκλωση δεν είναι ακόμη λύση για την προμήθεια κρίσιμων πρώτων υλών στο άμεσο μέλλον, καθώς αυτά τα μέταλλα δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ακόμη σε μεγάλες ποσότητες.

rawmathub.gr linkedin newsletter subscription

Η ερευνητική ομάδα CritMET: Critical Metals for Enabling Technologies, η οποία αποτελεί μέρος του προγράμματος σπουδών Earth and Environmental Science and Technology στο Πανεπιστήμιο Jacobs, διερευνά τόσο τις πιθανές πηγές πρώτων υλών όσο και την περιβαλλοντική συμπεριφορά κρίσιμων πρώτων υλών όπως οι σπάνιες γαίες, το γερμάνιο, και το γάλλιο. Η μελέτη που δημοσιεύτηκε, συνοψίζει τα ερευνητικά αποτελέσματα της ομάδας που αποτελείται από την Katharina Schier και τον David Ernst, τους καθηγητές Michael Bau και Dieter Garbe-Schönberg, καθώς και εθνικούς και διεθνείς εταίρους.

Οι κρούστες σιδήρου-μαγγανίου που μελετήθηκαν σχηματίζονται πολύ αργά στον πυθμένα των ωκεανών. Κατά τη διαδικασία, παγιδεύουν και συσσωρεύουν μια ποικιλία μετάλλων διαλυμένων στο θαλασσινό νερό. Χρησιμοποιώντας νέες αναλυτικές μεθόδους, η ομάδα εργασίας πέτυχε να προσδιορίσει αξιόπιστα τις συγκεντρώσεις γαλλίου και γερμανίου σε τέτοιες κρούστες. Τα αποτελέσματα έχουν μεγάλη σημασία για τη βασική γεωχημική έρευνα, γιατί βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση της μεταφοράς μετάλλων από τις χερσαίες μάζες στους ωκεανούς.

Σε επίπεδο εφαρμοσμένης έρευνας, ωστόσο, τα αποτελέσματα είναι μάλλον απογοητευτικά: Η περιεκτικότητα σε γάλλιο και γερμάνιο είναι πολύ χαμηλή για να γίνουν οι συγκεκριμένες κρούστες πηγή πρώτων υλών για αυτά τα στοιχεία στο άμεσο μέλλον. Αλλά τα αποτελέσματα έχουν και μια θετική πλευρά, επειδή οι ερευνητές μπόρεσαν να δείξουν πόσο αποτελεσματικά το γάλλιο και το γερμάνιο δεσμεύονται από τα οξείδια του σιδήρου και ότι έτσι μπορούν να αφαιρεθούν αποτελεσματικά από το νερό και επομένως από το περιβάλλον.

Καθώς όλα τα κρίσιμα μέταλλα απελευθερώνονται στο περιβάλλον, και επομένως στα ποτάμια, τις λίμνες και τα υπόγεια ύδατα, σε συνεχώς αυξανόμενες ποσότητες λόγω της δραματικής αύξησης τους στη βιομηχανική χρήση, διαδικασίες για την αποτροπή αυτού του φαινομένου ή για τον καθαρισμό του νερού είναι ζωτικής σημασίας. Η χρήση οξειδίων του σιδήρου μπορεί να είναι μια μάλλον απλή και φθηνή λύση για την παροχή γερμανίου και γαλλίου.

Με πληροφορίες από phys.org

Αφιέρωμα - Παγκόσμια ημέρα περιβάλλοντος - Ο δρόμος προς την αειφορία
foolwo rawmathub.gr on Google News
Image

Έγκυρη ενημέρωση για την αξιακή αλυσίδα των raw materials

NEWSLETTER