stringtranslate.com

Технологически-критический элемент

Технологически критический элемент ( ТКЭ ) — это химический элемент , который имеет решающее значение для современных и развивающихся технологий , [1] [2] [3] что приводит к резкому увеличению их использования. [1] [4] [5] [6] Похожие термины включают критические элементы , [7] критические материалы , [1] критическое сырье , [5] [8] энергетически критические элементы [4] и элементы безопасности . [9]

Многие передовые инженерные приложения, такие как производство чистой энергии, коммуникации и вычисления, используют новые технологии, которые используют многочисленные химические элементы. [4] В 2013 году Министерство энергетики США (DOE) создало Институт критических материалов (CMI) для решения этой проблемы. [10] В 2015 году Европейская инициатива COST TD1407 создала сеть ученых, работающих и интересующихся TCE, с точки зрения экологии и потенциальных угроз для здоровья человека. [11]

Исследование оценило потери 61 металла, чтобы помочь в разработке стратегий круговой экономики , показав, что периоды использования часто дефицитных, технически критически важных металлов короткие. [12] [13]

Список критически важных для технологии элементов

Набор элементов, обычно рассматриваемых как ТВК, варьируется в зависимости от источника, но обычно они включают:

Семнадцать редкоземельных элементов

Шесть элементов платиновой группы

Двенадцать различных элементов

Такие элементы, как кислород , кремний и алюминий (среди прочих), также имеют жизненно важное значение для электроники, но не включены в эти списки из-за их широкой распространенности.

Применение критически важных для технологий элементов

TCE имеют множество инженерных применений в таких областях, как хранение энергии , электроника, телекоммуникации и транспорт. [14] Эти элементы используются в сотовых телефонах, батареях , солнечных панелях , электродвигателях и волоконно-оптических кабелях . Новые технологии также включают TCE. В частности, TCE используются в сетях передачи данных интеллектуальных устройств, связанных с Интернетом вещей (IoT) и автоматизацией . [14]

Экологические соображения

Извлечение и переработка ТХЭ может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Зависимость от ТХЭ и критических металлов , таких как кобальт, может привести к риску «зеленого проклятия» или использования определенных металлов в зеленых технологиях, добыча которых может нанести вред окружающей среде. [15]

Очистка почвы и вырубка лесов , связанные с добычей полезных ископаемых, могут повлиять на биоразнообразие окружающей среды за счет деградации земель и потери среды обитания. Кислотный дренаж шахт может убить окружающую водную жизнь и нанести вред экосистемам. Горнодобывающая деятельность и выщелачивание ТХЭ могут представлять значительную опасность для здоровья человека. Сточные воды, образующиеся при переработке ТХЭ, могут загрязнять грунтовые воды и ручьи. Токсичная пыль, содержащая концентрации металлов и других химикатов, может выбрасываться в воздух и окружающие водоемы.

Вырубка лесов, вызванная добычей полезных ископаемых, приводит к выбросу накопленного углерода из земли в атмосферу в виде углекислого газа (CO2 ) . [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Министерство энергетики США. Стратегия критических материалов . Вашингтон, округ Колумбия: Министерство энергетики США.
  2. ^ "Критические элементы технологий и их значение для Глобального экологического фонда" (PDF) . Получено 10 июля 2022 г.
  3. ^ Данг, Дюк Хуай; Филелла, Монтсеррат; Оманович, Дарио (1 ноября 2021 г.). «Критически важные элементы технологий: новый и жизненно важный ресурс, требующий более глубокого исследования». Архивы загрязнения окружающей среды и токсикологии . 81 (4): 517–520. Bibcode : 2021ArECT..81..517D. doi : 10.1007/s00244-021-00892-6 . ISSN  1432-0703. PMID  34655300. S2CID  238995249.
  4. ^ abc APS (Американское физическое общество) и MRS (Общество исследования материалов) (2011). Энергетические критические элементы: обеспечение безопасности материалов для новых технологий (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: APS.
  5. ^ ab Европейская комиссия (2010). Критическое сырье для ЕС. Отчет Специальной рабочей группы по определению критического сырья .
  6. ^ Институт Резника (2011). Критические материалы для устойчивых энергетических приложений (PDF) . Пасадена, Калифорния: Институт Резника по устойчивой энергетической науке. Архивировано из оригинала (PDF) 2018-01-14 . Получено 2019-02-14 .
  7. ^ Ганн, Г. (2014). Справочник по критическим металлам . Wiley.
  8. ^ Европейская комиссия (2014). Отчет о критических сырьевых материалах для ЕС. Отчет Специальной рабочей группы по определению критических сырьевых материалов . Европейская комиссия.
  9. ^ Партемор, К. (2011). Элементы безопасности. Снижение рисков зависимости США от критических минералов . Центр безопасности Новой Америки.
  10. ^ Тернер, Роджер (21 июня 2019 г.). «Стратегический подход к редкоземельным элементам в условиях обострения глобальной торговой напряженности». www.greentechmedia.com .
  11. ^ ab Cobelo-García, A.; Filella, M.; Croot, P.; Frazzoli, C.; Du Laing, G.; Ospina-Alvarez, N.; Rauch, S.; Salaun, P.; Schäfer, J. (2015). "COST action TD1407: network on technology-critical elements (NOTICE)—from environmental processes to human health threats". Environ. Sci. Pollut. Res . 22 (19): 15188–15194. Bibcode :2015ESPR...2215188C. doi :10.1007/s11356-015-5221-0. PMC 4592495 . PMID  26286804.   В данной статье используется текст, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  12. ^ "Новое исследование оценки жизненного цикла показывает, что срок службы критически важных для технологий металлов короток". Университет Байройта . Получено 23 июня 2022 г.
  13. ^ Шарпантье Понселе, Александр; Хельбиг, Кристоф; Лубе, Филипп; Бейло, Антуан; Мюллер, Стефани; Вильнёв, Жак; Ларатт, Бертран; Торенц, Андреа; Тума, Аксель; Зоннеманн, Гвидо (19 мая 2022 г.). «Потери и продолжительность жизни металлов в экономике» (PDF) . Nature Sustainability . 5 (8): 717–726. Bibcode : 2022NatSu...5..717C. doi : 10.1038/s41893-022-00895-8. ISSN  2398-9629. S2CID  248894322.
  14. ^ ab Ali, S.; Katima, J. (2020). Технологические критические элементы и ГЭФ, консультативный документ STAP . Вашингтон, округ Колумбия: Научно-техническая консультативная группа Глобального экологического фонда.
  15. ^ ab Ali, S.; Katima, J. (2020). Технологические критические элементы и их значение для Глобального экологического фонда . Вашингтон, округ Колумбия: Научно-техническая консультативная группа Глобального экологического фонда.