بحث جديد يمكن أن يساعد في كسر احتكار الصين لمغناطيسات الأرض النادرة

إن المغناطيس الذي يشغل السيارات الكهربائية وتوربينات الرياح له تكلفة بيئية مخفية. ويعمل الباحثون السويديون على بديل أنظف.

يعتمد التحول العالمي إلى الطاقة النظيفة على حفنة من المواد التي لا يراها معظم الناس أبدًا. تعمل المغناطيسات الأرضية النادرة على تشغيل كل شيء بدءًا من السيارات الكهربائية وتوربينات الرياح البحرية إلى الهواتف الذكية وأنظمة الدفاع المتقدمة، ومع ذلك فإن سلسلة التوريد التي تقف وراءها مركزة ومكثفة بيئيًا، ومعرضة بشكل متزايد للتوترات الجيوسياسية.

هذا التوتر هو ما قاله مارتن سالبرج، أستاذ كيمياء المواد فيه جامعة أوبسالا، يريد التغيير.

ويقول: “إنها مشكلة جيوسياسية”.

وتهيمن الصين على معالجة المعادن النادرة وإنتاج المغناطيس، وهو ما يمنحها نفوذاً هائلاً على المواد اللازمة للطاقة النظيفة، والإلكترونيات، وأنظمة الدفاع، والتصنيع المتقدم. وقد أظهرت ضوابط التصدير الأخيرة مدى السرعة التي يمكن أن يتحول بها هذا الاعتماد إلى خطر على العرض.

لماذا يعد تعدين الأرض النادرة أمرًا صعبًا للغاية

ومن الصعب أيضًا إنتاج الأتربة النادرة بطريقة نظيفة. غالبًا ما يتطلب فصلها عن الصخور مواد كيميائية قاسية، ويمكن أن تتواجد العناصر المشعة في نفس الرواسب.

ويقول مارتن سالبيرج: “إنها بالأحرى تجارة قذرة اليوم”.

المفارقة هي أن العناصر الأرضية النادرة ليست نادرة دائمًا. ويتمثل التحدي الحقيقي في العثور عليها في رواسب غنية بالقدر الكافي للتعدين، ثم فصلها دون خلق مشكلة بيئية جديدة.

ربما تتمتع السويد بميزة. تم التعرف على الودائع في أماكن مثل كيرونا، وبيرجسلاجن، ونورا كار خارج غرانا. وصفت LKAB منطقة كيرونا بأنها موطن لأكبر رواسب أرضية نادرة معروفة في أوروبا، حيث تم الإبلاغ عن أكثر من 1.3 مليون طن (حوالي 1.4 مليون طن أمريكي) من أكاسيد التربة النادرة في بير جيجر.

خطة السويد لتنظيف المغناطيسات الأرضية النادرة

يقول سالبيرج: “في السويد، تعد إمكانياتنا لاستخراج العناصر الأرضية النادرة، حتى عند مقارنتها دوليًا، جيدة نسبيًا”.

يركز بحثه على طريقة مختلفة للتفكير في تعدين الأتربة النادرة. بدلًا من التنقيب عن معدن مستهدف واحد ومعالجة الباقي كنفايات، يريد الفريق رسم خريطة للمزيج الكيميائي الكامل داخل الرواسب السويدية وتصميم مغناطيسات حول ما هو متاح بالفعل هناك.

“إنه يشبه إلى حد ما البرنامج التلفزيوني ماذا يوجد في ثلاجتك“، يقول مارتن سالبرج.

“من الناحية التاريخية، قمنا بالتنقيب عن معدن معين، أو الحديد، أو النحاس، أو ربما الذهب. نحن نتبع نهجًا أوسع هنا لمعرفة العناصر الموجودة في الرواسب وبأي نسب. ونجري جردًا لما هو موجود في الثلاجة حتى نتمكن من استخدام كل هذه العناصر بأكثر الطرق كفاءة ممكنة. نحن نبتكر “وصفات مغناطيس” جديدة بناءً على العناصر المتوفرة لدينا،” كما يوضح.

وهذا يمكن أن يجعل إنتاج العناصر الأرضية النادرة أقل إسرافًا منذ البداية. إذا كان من الممكن تصميم المغناطيس حول كيمياء المعادن المحلية، فقد تحتاج السويد إلى عدد أقل من خطوات التنقية المكثفة ويمكن أن تقلل من البصمة البيئية لكل من التكرير والتصنيع.

بناء سلسلة توريد مستدامة للعناصر الأرضية النادرة

ويتابع قائلاً: “اليوم، تحتكر الصين العالم بشكل أساسي، ولكن ليس لدينا ودائع فحسب، بل لدينا أيضًا إمكانية جيدة للحصول على المياه والطاقة الرخيصة نسبيًا. وهناك أيضًا مصلحة في قيادة التحول الأخضر هنا في السويد”.

يجمع المشروع بين علماء الفيزياء النظرية والجيولوجيين ومهندسي المواد لتتبع طريق أنظف من الصخور الخام إلى المغناطيس النهائي. يطلق عليه سالبرج اسم البحث الأساسي المستوحى من التطبيق.

“ما نقوم به هو بحث أساسي ولكن في مجال مهم للغاية من الناحية التكنولوجية.”

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.