stringtranslate.com

Технологически критический элемент

Технологически критический элемент ( TCE ) — 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] Подобные термины включают критические элементы , [7] критические материалы , [1] критическое сырье , [5] [8] энергетически важные элементы [4] и элементы безопасности . [9]

Многие передовые инженерные приложения, такие как производство экологически чистой энергии, связь и вычисления, используют новые технологии, в которых используются многочисленные химические элементы. [4] В 2013 году Министерство энергетики США (DOE) создало Институт критических материалов (CMI) для решения этой проблемы. [10] В 2015 году в рамках европейской инициативы COST Action TD1407 была создана сеть ученых, работающих и интересующихся ТВК, от экологической точки зрения до потенциальных угроз здоровью человека. [11]

Исследование оценило потери 61 металла, чтобы помочь развитию стратегий экономики замкнутого цикла , показывая, что периоды использования часто дефицитных, технически важных металлов являются короткими. [12] [13]

Список технологически важных элементов

Набор элементов, обычно считающихся ТВК, варьируется в зависимости от источника, но обычно включает:

Семнадцать редкоземельных элементов

Шесть элементов платиновой группы

Двенадцать различных элементов

Применение технологически важных элементов

ТВК находят 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 оптоволоконных кабелях . Новые технологии также включают ТВК. В частности, ТВК используются в сетях передачи данных интеллектуальных устройств, связанных с Интернетом вещей (IoT) и автоматизацией . [14]

Экологические соображения

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

Очистка почвы и вырубка лесов, связанные с добычей полезных ископаемых, могут повлиять на окружающее биоразнообразие за счет деградации земель и утраты среды обитания. Кислотный дренаж шахт может убить окружающую водную жизнь и нанести вред экосистемам. Горнодобывающая деятельность и выщелачивание ТВК могут представлять значительную опасность для здоровья человека. Сточные воды, образующиеся при переработке ТВК, могут загрязнять грунтовые воды и водотоки. Токсичная пыль, содержащая металлы и другие химические вещества, 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 (CO 2 ). [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Министерство энергетики США. Стратегия критических материалов . Вашингтон, округ Колумбия: Министерство энергетики США.
  2. ^ «Критические технологические элементы и их значение для Глобального экологического фонда» (PDF) . Проверено 10 июля 2022 г.
  3. ^ Данг, герцог Хай; Филелла, Монтсеррат; Оманович, Дарио (1 ноября 2021 г.). «Критически важные для технологии элементы: новый и жизненно важный ресурс, требующий более глубокого исследования». Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии . 81 (4): 517–520. Бибкод : 2021ArECT..81..517D. дои : 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). Критически важные элементы энергетики: обеспечение материалов для новых технологий (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: АПС.
  5. ^ ab Европейская комиссия (2010). Критическое сырье для ЕС. Отчет специальной рабочей группы по определению критически важного сырья .
  6. ^ Институт Резника (2011). Критически важные материалы для применения в области устойчивой энергетики (PDF) . Пасадена, Калифорния: Институт устойчивой энергетики Резника.
  7. ^ Ганн, Г. (2014). Справочник по критическим металлам . Уайли.
  8. ^ Европейская комиссия (2014). Отчет о критическом сырье для ЕС. Отчет специальной рабочей группы по определению критически важного сырья . Европейская комиссия.
  9. ^ Партемор, К. (2011). Элементы безопасности. Смягчение рисков зависимости США от важнейших полезных ископаемых . 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. ^ аб Кобело-Гарсия, А.; Филелла, М.; Крут, П.; Фраццоли, К.; Ду Лэнг, Г.; Оспина-Альварес, Н.; Раух, С.; Салаун, П.; Шефер, Дж. (2015). «Действие COST TD1407: сеть критически важных для технологии элементов (ВНИМАНИЕ) - от экологических процессов до угроз здоровью человека». Окружающая среда. наук. Загрязнение. Рез . 22 (19): 15188–15194. Бибкод : 2015ESPR...2215188C. дои : 10.1007/s11356-015-5221-0. ПМЦ 4592495 . ПМИД  26286804.   В эту статью включен текст, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  12. ^ «Новое исследование по оценке жизненного цикла показывает, что срок полезного использования технически важных металлов короткий» . Университет Байройта . Проверено 23 июня 2022 г.
  13. ^ Шарпантье Понселе, Александр; Хельбиг, Кристоф; Лубе, Филипп; Бейло, Антуан; Мюллер, Стефани; Вильнев, Жак; Ларатт, Бертран; Торенц, Андреа; Тума, Аксель; Зоннеманн, Гвидо (19 мая 2022 г.). «Потери и срок службы металлов в экономике» (PDF) . Устойчивость природы . 5 (8): 717–726. Бибкод : 2022NatSu...5..717C. дои : 10.1038/s41893-022-00895-8. ISSN  2398-9629. S2CID  248894322.
  14. ^ Аб Али, С.; Катима, Дж. (2020). Критические элементы технологии и ГЭФ, консультативный документ STAP . Вашингтон, округ Колумбия: Научно-техническая консультативная группа Глобального экологического фонда.
  15. ^ Аб Али, С.; Катима, Дж. (2020). Критически важные технологические элементы и их значение для Глобального экологического фонда . Вашингтон, округ Колумбия: Научно-техническая консультативная группа Глобального экологического фонда.