희토류 금속의 미래 기술 과제

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지난 수십 년 동안 새롭고 진화하는 기술은 기업에 가장 중요한 많은 기회를 제공했지만 문제도 가져왔습니다. 앞으로 몇 년 동안 앱 개발자가 현재 개발하고 채택하는 발명품은 더욱 대중적이고 강력해질 것입니다. 우리는 아직 이러한 발전의 가능한 결과를 알지 못하지만 기업은 이러한 발명이 경제 부문에 어떤 영향을 미칠지 예측하고 준비해야 합니다. 가능한 위협 중 하나는 지구 자원, 특히 희토류 금속의 고갈입니다. 리소스 고갈 문제가 더 자주 발생하면 이에 대해 걱정해야 합니까? 그리고 그것을 퇴치하기 위해 어떤 대안을 사용할 수 있습니까?

"스마트폰과 같이 가장 많이 사용되는 기기는 , 노트북 및 이어폰은 여러 재료에 의존합니다.”

천연 자원 과학자들에 따르면, 우리가 일상 생활에서 의존하는 많은 상품은 결코 "소진"되지 않을 것입니다. 불행히도 그들의 견해는 너무 긍정적이고 진실과 다릅니다. 스마트폰, 노트북 및 수술 용품과 같이 가장 널리 사용되는 대부분의 장치는 여러 재료에 의존합니다. 배터리 장비에만 60개 이상의 구성 요소가 있습니다. 독일 아우크스부르크 대학의 화학자이자 자원 전략 학과장인 아르민 렐러(Armin Reller)는 “이러한 요소의 대부분은 1밀리그램 이하의 소량으로 발견됩니다. "그러나 그들은 장치의 작동에 중요합니다." 여기에는 철, 알루미늄, 구리와 같이 잘 알려진 일부 광물과 "희토류 광물" 또는 "과학적 종자"와 같이 덜 알려진 물질이 포함됩니다. 후술하는 이러한 재료는 스마트폰, 전기 자동차, 풍력 터빈, 노트북 컴퓨터 및 기타 장치에 사용되어 많은 관심을 받았습니다. 중국은 세계 희토류 금속의 90%를 공급하고 있으며, 15~20년 안에 광물 매장량이 고갈될 것으로 추정된다. 마찬가지로 다른 사람들은 수요가 계속된다면 인듐, 백금, 은이 10년 이내에 고갈될 것이라고 예측합니다. 다른 보고서에서는 알루미늄과 같은 제품이 약 80년 후에 고갈될 것이라고 예측합니다.

연구에 따르면 금, 백금, 로듐, 텔루륨은 지구상에서 차지하는 비율이나 인간에 대한 가치 측면에서 볼 때 지구상에서 가장 희귀한 원소 중 하나입니다. 환경 연구, Yale 학교의 산업 생태 센터는 "백금, 알루미늄, 은 또는 기타 천연 자원의 완전한 부족은 거의 확실히 실제로 일어나지 않을 것입니다." 그는 우리가 천연 자원을 완전히 고갈시킨 적이 없으며 거의 ​​그렇게 하지 않을 것이라고 주장합니다.

"번아웃"의 관점에서 상황을 바라보는 것만이 유일한 방법은 아닙니다. 예를 들어, 부정을 증명하는 것은 어렵습니다. 지구상의 가능한 모든 수중 측면을 조사하지 않고 과학자들은 "지구에 은 매장량이 더 이상 없다"는 결론을 내리지 못할 것입니다. 보다 현실적인 설명은 우리가 점차적으로 감소하는 단계에 도달하면 최종 스크랩의 가치가 매우 비싸지고 생산자는 자신이 만드는 제품에서 이익을 얻을 수 없다는 것입니다. 그들은 비록 불리하지만 다른 자원으로 눈을 돌렸을 것입니다. 미국 지질 조사국(US Geological Survey)의 광물 자원 프로그램(Mineral Resources Program) 프로그램 코디네이터인 로렌스 마이너트(Lawrence Meinert)에 따르면 "시장의 힘이 조정됨에 따라 비용이 이동하고 소비자는 필요한 것과 필요한 방식을 조정합니다." "이는 가격이 너무 비싸서 구매하지 않기 때문에 아무 것도 사용하지 않을 것임을 의미합니다."

알루미늄 금속을 생산하는 데 사용되는 빙정석의 추출은 1980년대에 중단되었습니다. 나머지 광상은 채광 비용을 정당화하기에 충분하지 않았고 실제로 범용 대안으로 전환했기 때문입니다. 또한 세계에서 가장 귀중한 자산의 이름을 지정하는 것도 불가능합니다. 그것은 세계에 얼마나 많은 특정 원소나 특정 광물이 있는지 개념을 적용하지 않습니다. 풍부함은 광물 획득의 어려움과 이 재료에 대한 수요에 달려 있습니다(Minat, 2010). 따라서 희소성은 실제 매장량보다 희소성의 문제가 되고, 가용성조차도 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 장비 및 태블릿 컴퓨터 모니터 화면에 사용되는 인듐은 다른 채굴 활동의 부산물입니다. 거의 모든 인듐은 아연 채석장에서 채굴됩니다. 제한된 수량과 낮은 채광 효율성 때문에 실제로 지정된 인듐 채석장이 없습니다. 따라서 자동차 업체들이 철골구조에서 알루미늄구조로 전환하여 아연시장을 최근처럼 하락시키면 인듐가격은 하락하게 된다. "자연은 우리가 그것에 대처할 수 있는 힘이나 물이 있는지 여부와 상관없이, 그렇게 하는 것처럼 보이는 곳이면 어디든지 퇴적물을 로드합니다."(Graedel).

다른 상황에서는 그러한 제품에 대한 특정 광산이 있더라도 수요가 공급을 초과할 수 있습니다. 독일어 "Gewürzmetall"은 이러한 특성을 설명하는 데 자주 사용됩니다. "스파이스 메탈"이라는 이름은 접시의 풍미를 그대로 유지하는 계피 또는 사프란의 튀김과 유사하게 이러한 구성 요소가 디지털 장치 구성의 제한된 비율을 구성하지만 작동에 매우 중요하기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 휴대전화의 저항기로 사용되는 팔라듐은 이러한 제품 전체 중량의 0.015%에 불과하지만 이 부문은 연간 약 15톤의 희토류 금속을 소비합니다.

하나의 변수 또는 다른 변수가 고갈되면 우주가 대안을 찾을 수 있다는 주장은 과거에 인기가 있었습니다. 불행히도 오늘날의 매우 역동적인 환경에서는 적절한 대안을 찾을 수 없습니다. Graedel과 그의 동료들은 새로운 분석에서 62개의 금속에 대한 올바른 대체물을 찾으려고 노력했습니다. 그들은 테스트한 12개의 금속이 주요 용도를 대체할 수 없다는 것을 발견했지만 다른 62개 금속 중 대부분은 대부분의 응용 분야에서 대체재가 없었습니다. 대안을 만들기 시작하면 효율성이 떨어지고 기계가 느려지고 모터가 덜 강력해집니다. 왜냐하면 우리는 제품에 대한 긴 설명에서 최상의 것을 얻고 싶기 때문입니다. Graedel은 향후 몇 년 동안 어떤 금속이 공급이 부족할 것인지 명확하게 이해하기를 희망합니다. R&D 부서는 잠재적인 대안을 꿈꾸기 시작하고 보다 신뢰할 수 있는 재료로 제품을 설계하는 데 집중해야 합니다.

동시에 오래된 장비를 재활용할 책임 있는 방법을 찾는 것이 좋습니다. 2009년에 미국은 구형 TV와 노트북의 25%만 재활용했고 휴대전화는 8%를 재활용했습니다. 걱정스러운 것은 우리가 전자 제품에 사용되는 금, 백금 및 기타 재료에 모든 시간과 돈을 낭비한다는 것입니다. 우리는 그것들을 한 번만 사용하고 무슨 일이 일어나는지 신경 쓰지 않습니다. 재활용은 희소성 문제를 해결하지 못합니다. 그것은 확실히 도움이 될 것입니다. 지구가 진지하게 재활용하기 시작하고 이러한 노력을 새로운 기술과 결합하여 필요한 제품을 효과적으로 식별, 수집 및 공유한다면 일상 생활에 필수적인 제품은 수세기 동안 지속될 수 있습니다. 일상 생활에서 기술의 비용과 가용성과 관련하여 재활용에 대한 아이디어는 약간 꿈같을 수 있으며 시장 중심 방정식은 우리에게 영향을 미칩니다. 물질이 너무 희귀해서 멸종되면 많은 물질이 곧 사라질 것이라고 걱정해야 합니다.