Η εύρεση και η εξόρυξη αρκετών ορυκτών σπάνιων γαιών για την τροφοδοσία του αυξανόμενου αριθμού κινητών τηλεφώνων είναι μια δύσκολη πρόκληση που μπορεί να προκαλέσει όλεθρο στο περιβάλλον — αλλά νέες τεχνικές θα μπορούσαν να βοηθήσουν.
Περιεχόμενα
- Ορυκτά που κρατούν το τηλέφωνό σας σε λειτουργία
- Περιβαλλοντικά ζητήματα
- Νέες μέθοδοι εύρεσης ορυκτών
Οι ερευνητές λένε ότι έχουν αφαιρέσει πολύτιμα στοιχεία σπάνιων γαιών (REE) από τα απόβλητα σε αρκετά υψηλές αποδόσεις ώστε να επιλύουν ζητήματα για τους κατασκευαστές ενώ ενισχύουν τα κέρδη τους. Οι επιστήμονες είπαν στο α πρόσφατο χαρτί ότι η διαδικασία τους είναι πιο ευγενική προς το περιβάλλον επειδή χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια από άλλες μεθόδους και μετατρέπει το ρεύμα του οξέος που χρησιμοποιείται συχνά για την ανάκτηση των στοιχείων σε μια στάλα.
Προτεινόμενα βίντεο
"ΕΝΑ smartphone μπορεί να έχει έως και οκτώ διαφορετικούς REE», χημικός του Πανεπιστημίου Rice Τζέιμς Περιοδεία, ο συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε στο Digital Trends σε συνέντευξή του. "Το κόκκινο, το μπλε και το πράσινο χρώμα της οθόνης ενισχύονται από τα REE, όπως και ο μηχανισμός δόνησης και τα ηχεία."
Ορυκτά που κρατούν το τηλέφωνό σας σε λειτουργία
Το εργαστήριο του Tour χρησιμοποίησε μια ειδική διαδικασία θέρμανσης που παράγει γραφένιο από οποιαδήποτε πηγή στερεού άνθρακα για την ανάκτηση μετάλλων σπάνιων γαιών. ο μεταλλικά στοιχεία έχουν μαγνητικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες κρίσιμες για τα σύγχρονα ηλεκτρονικά και τις πράσινες τεχνολογίες.
Ενώ η βιομηχανική εξόρυξη από ιπτάμενη τέφρα άνθρακα, υπολείμματα βωξίτη και ηλεκτρονικά απόβλητα συνήθως περιλαμβάνει ισχυρό οξύ - ένα χρονοβόρα, μη πράσινη διαδικασία — το εργαστήριο ρυζιού θερμαίνει ιπτάμενη τέφρα και άλλα υλικά σε περίπου 5.432 βαθμούς Φαρενάιτ σε δεύτερος. Η διαδικασία μετατρέπει τα απόβλητα σε εξαιρετικά διαλυτά «ενεργοποιημένα είδη REE».
Ο Tour είπε ότι η επεξεργασία της ιπτάμενης τέφρας με θέρμανση Joule «σπάει το γυαλί που περικλείει αυτά τα στοιχεία και μετατρέπει τα φωσφορικά άλατα REE σε οξείδια μετάλλων που διαλύονται πολύ πιο εύκολα». Οι βιομηχανικές διεργασίες χρησιμοποιούν συγκέντρωση νιτρικού οξέος 15 γραμμομορίων για την εξαγωγή του υλικά; η διαδικασία Rice χρησιμοποιεί μια πολύ πιο ήπια συγκέντρωση υδροχλωρικού οξέος 0,1 γραμμομοριακών γραμμών που εξακολουθεί να αποδίδει περισσότερο προϊόν.
Οι ερευνητές βρήκαν ότι η ιπτάμενη τέφρα άνθρακα (CFA) υπερδιπλασίασε την απόδοση των περισσότερων στοιχείων σπάνιων γαιών χρησιμοποιώντας πολύ ήπιο οξύ από την έκπλυση χωρίς επεξεργασία CFA σε ισχυρά οξέα.
«Η στρατηγική είναι γενική για διάφορα απόβλητα», είπε ο Bing Deng, ένας από τους ερευνητές. «Αποδείξαμε ότι οι αποδόσεις ανάκτησης REE βελτιώθηκαν από ιπτάμενη τέφρα άνθρακα, υπολείμματα βωξίτη και ηλεκτρονικά απόβλητα με την ίδια διαδικασία ενεργοποίησης».
Περιβαλλοντικά ζητήματα
Η Deloitte Global προβλέπει ότι τα smartphones — οι πιο δημοφιλείς ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης στον κόσμο που αναμένεται να διαθέτουν εγκατεστημένη βάση 4,5 δισεκατομμυρίων το 2022 — θα δημιουργήσει 146 εκατομμύρια τόνους CO2 ή ισοδύναμες εκπομπές αυτό έτος μόνο.
«Ο γρήγορος κύκλος εργασιών νέων τηλεφώνων κάθε χρόνο είναι ένα πρόβλημα καθώς καταναλώνουμε τεχνολογία με γρήγορους ρυθμούς, γεγονός που έχει επίσης περιβαλλοντικές επιπτώσεις». Αλέξανδρος Γύσης, ένας καθηγητής στο Τμήμα Επιστήμης της Γης και του Περιβάλλοντος στο Ινστιτούτο Εξόρυξης & Τεχνολογίας του Νέου Μεξικού, δήλωσε στο Digital Trends σε συνέντευξή του.
Ενώ η ανακύκλωση θα βοηθούσε στη μείωση των εκπομπών, η εξόρυξη εξακολουθεί να είναι φθηνότερη και απαραίτητη για να συμβαδίσει με την αυξανόμενη ζήτηση για τεχνολογικές συσκευές, είπε ο Gysi. Κάθε χρόνο, τα εξαρτήματά τους γίνονται μικρότερα και ελαφρύτερα, έχουν μεγαλύτερη διάρκεια μπαταρίας και αναμιγνύονται για να αυξηθεί η ποιότητα των οθονών, πρόσθεσε.
«Τα κινητά μας τηλέφωνα είναι υπερφορτισμένα με REE και άλλα μέταλλα όπως ο χαλκός και ο χρυσός. Ως εκ τούτου, η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης ορισμένων εξαρτημάτων για την εξαγωγή REE θα ήταν ωφέλιμο, αλλά δεν είμαστε ακόμη εκεί».
Ο Gysi είπε ότι η εξόρυξη REE από φυσικά κοιτάσματα ορυκτών μπορεί να είναι δύσκολη, επειδή αυτά τα διαφορετικά REE εμφανίζονται μαζί σε διάφορους τύπους ορυκτών. Για την εξαγωγή των ορυκτών απαιτείται μηχανικός ή φυσικός διαχωρισμός καθώς και χημικός διαχωρισμός.
"Αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να περιλαμβάνει χημικές ουσίες που πρέπει να αντιμετωπίζονται προσεκτικά μέσω της ανάκτησης απορριμμάτων ορυχείων", είπε ο Gysi. «Με τους κανονισμούς εξόρυξης και εξόρυξης στη Βόρεια Αμερική, θα μπορούσε να είναι ωφέλιμο να γίνει τοπικά και με υπεύθυνο τρόπο, αλλά είναι πιθανό να είναι πιο ακριβό και χρειάζεται κίνητρα για να γίνει αυτό».
Το εργαστήριο του Gysi εργάζεται σε νέες τεχνικές εξαγωγής REE. Οι ερευνητές ερεύνησαν πώς οι REE διαχωρίζονται χημικά σε φυσικά συστήματα σε υπερκρίσιμα υδροθερμικά ρευστά στον φλοιό της Γης.
«Αυτά είναι ουσιαστικά υδατικά διαλύματα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης», είπε ο Γκύσι. «Μελετούμε πώς διαφορετικά οξέα/βάσεις και συνδέτες όπως το χλωρίδιο, το φθόριο και το υδροξύλιο μπορούν να συνδεθούν με τα REE, να ενισχύσουν τη διαλυτότητά τους και ακόμη και να βοηθήσουν στην κλασματοποίησή τους. Αυτό θα επιτρέψει την πρόβλεψη της διαλυτότητας και της συμπεριφοράς κλασμάτωσης αυτών των μετάλλων και θα μπορούσε επίσης ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών».
Νέες μέθοδοι εύρεσης ορυκτών
Οι υπολογιστές μπορεί επίσης να ενισχύσουν τις προσπάθειες για την εύρεση σπάνιων ορυκτών. Οι ερευνητές έχουν προτείνει ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (AI) που θα μπορούσε να μελετήσει μια βάση δεδομένων ορυκτών σπάνιων γαιών, να αναγνωρίσει μοτίβα και στη συνέχεια να του επιτρέψει να εντοπίσει νέα πιθανά ταιριαστά.
Πριν από την εμφάνιση της τεχνητής νοημοσύνης ή της μηχανικής μάθησης (ML), η ανακάλυψη νέων υλικών βασιζόταν στη δοκιμή και το λάθος, επιστήμονας υλικών Prashant Singh, από το Εργαστήριο Ames στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα και ο συγγραφέας της νέας μελέτης, δήλωσε στο Digital Trends σε συνέντευξή του.
«Η διαδικασία μεταφοράς ενός υλικού που ανακαλύφθηκε πρόσφατα από το εργαστήριο στην αγορά μπορεί να διαρκέσει 20-30 χρόνια, αλλά το AI/ML μπορεί επιταχύνετε σημαντικά αυτή τη διαδικασία προσομοιώνοντας τις ιδιότητες του υλικού σε υπολογιστές πριν πατήσετε το πόδι σας σε ένα εργαστήριο.» είπε ο Σινγκ. «Αυτό κάνει το AI/ML χρήσιμο για την ανακάλυψη τεχνολογικά χρήσιμων ενώσεων».
Συστάσεις των συντακτών
- Το iPhone σας έχει μια μυστική λειτουργία που βοηθά το περιβάλλον — δείτε πώς λειτουργεί
- TCL 30XE 5G και 30 V 5G είναι οι πιο πρόσφατες προσθήκες στη σειρά τηλεφώνων 5G της TCL
- Ένα νέο iPhone SE με 5G έρχεται το 2022, αλλά μπορεί να έχει τον ίδιο παλιό σχεδιασμό
Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.
