Fra kobolt til wolfram:hvordan elbiler og smartphones udløser en ny form for guldfeber

Hvad er der i dine ting? De fleste af os tænker ikke over de materialer, der gør det moderne liv muligt. Alligevel teknologier som smartphones, elektriske køretøjer, storskærms-tv og grøn energiproduktion afhænger af en række kemiske elementer, som de fleste aldrig har hørt om. Indtil slutningen af ​​det 20. århundrede, mange blev betragtet som rene kuriositeter - men nu er de væsentlige. Faktisk, en mobiltelefon indeholder over en tredjedel af grundstofferne i det periodiske system.

Efterhånden som flere mennesker ønsker adgang til disse teknologier, efterspørgslen efter de kritiske elementer er stigende. Men udbuddet er underlagt en række politiske, økonomiske og geologiske faktorer, skabe volatile priser samt store potentielle gevinster. Dette gør investeringer i minedrift af disse metaller til en risikabel forretning. Nedenfor er blot nogle få eksempler på de elementer, vi er kommet til at stole på, som har set kraftige prisstigninger (og nogle fald) i de sidste par år.

Kobolt

Kobolt er blevet brugt i århundreder til at skabe fantastiske blå glas og keramiske glasurer. I dag er det en kritisk komponent i superlegeringer til moderne jetmotorer, og batterierne, der driver vores telefoner og elbiler. Efterspørgslen efter disse køretøjer er steget hurtigt i de sidste par år, med verdensomspændende registreringer mere end tredobling fra 200, 000 i 2013 til 750, 000 i 2016. Smartphone-salget er også steget – til mere end 1,5 milliarder i 2017 – selvom det første dyk nogensinde i slutningen af ​​året måske indikerer, at nogle markeder nu er mættede.

Sideløbende med efterspørgslen fra traditionelle industrier, dette hjalp med at hæve koboltpriserne fra £15 pr. kilogram til næsten £70 pr. kilogram i de sidste tre år. Afrika har historisk set været den største kilde til koboltmineraler, men stigende efterspørgsel og bekymringer om forsyningssikkerhed betyder, at nye miner åbner i andre regioner, såsom USA. Men som en illustration af markedets volatilitet, øget produktion har fået priserne til at falde med 30 % i de seneste måneder.

Sjældne jordarters elementer

De "sjældne jordarter" er en gruppe på 17 grundstoffer. På trods af deres navn, vi ved nu, at de ikke er så få, og de opnås oftest som et biprodukt af storskalaudvinding af jern, titanium eller endda uran. I de seneste år, deres produktion har været domineret af Kina, som har leveret over 95 % af det globale udbud.

Sjældne jordarter bruges i elektriske køretøjer og vindmøller, hvor to af elementerne, neodym og praseodym, er afgørende for at lave de kraftige magneter i elektriske motorer og generatorer. Sådanne magneter findes også i alle telefonhøjttalere og mikrofoner.

Priserne for de forskellige sjældne jordarter varierer og svinger betydeligt. For eksempel, drevet af vækst i elbiler og vindkraft, neodymoxidpriserne toppede i slutningen af ​​2017 med 93 GBP pr. to gange prisen i midten af ​​2016, før de falder tilbage til niveauer omkring 40 % højere end i 2016. En sådan volatilitet og usikkerhed i forsyningen betyder, at flere lande søger at finde deres egne kilder til sjældne jordarter eller at diversificere deres forsyning væk fra Kina.

Gallium

Gallium er et mærkeligt grundstof. I sin metalliske form, det kan smelte på en varm dag (over 30°C). Men når det kombineres med arsen for at lave galliumarsenid, det skaber en kraftig højhastighedshalvleder, der bruges i mikroelektronikken, der gør vores telefoner så smarte. Med nitrogen (galliumnitrid), det bruges i lavenergibelysning (LED'er) med den rigtige farve (LED'er plejede kun at være røde eller grønne før galliumnitrid). Igen, gallium produceres hovedsageligt som et biprodukt af anden metaludvinding, mest for jern og zink, men i modsætning til disse metaller er prisen mere end fordoblet siden 2016 til 315 GBP pr. kg i maj 2018.

Indium

Indium er et af de sjældnere metalliske grundstoffer på jorden, men du ser sikkert på noget hverdag, da alle fladskærme og berøringsskærme er afhængige af et meget tyndt lag indiumtinoxid. Grundstoffet opnås for det meste som et biprodukt af zinkminedrift, og du får måske kun et gram indium fra 1, 000 tons malm.

På trods af sin sjældenhed, det er stadig en væsentlig del af elektroniske enheder, fordi der i øjeblikket ikke er nogen holdbare alternativer til at skabe berøringsskærme. Imidlertid, forskere håber, at den todimensionelle form for kulstof kendt som grafen kan give en løsning. Efter et stort dyk i 2015, prisen er nu steget med 50 % på niveauet 2016-17 til omkring 350 GBP pr. drevet hovedsageligt af dets anvendelse i fladskærme.

Wolfram

Wolfram er et af de tungeste grundstoffer, dobbelt så tæt som stål. Vi plejede at stole på det til at oplyse vores hjem, da gammeldags glødepærer brugte en tynd wolframglødetråd. Men selvom lavenergibelysningsløsninger næsten har elimineret wolframpærer, de fleste af os vil stadig bruge wolfram hver dag. Sammen med kobolt og neodym, det er det, der får vores telefoner til at vibrere. Alle tre elementer bruges i den lille, men tunge masse, der spindes af en motor inde i vores telefoner for at skabe vibrationer.

Wolfram kombineret med kulstof skaber også en ekstrem hård keramik til skærende værktøjer, der bruges til bearbejdning af metalkomponenter i luft- og rumfart, forsvars- og bilindustrien. Det bruges i slidbestandige dele i olie- og gasudvinding, minedrift og tunnelboremaskiner. Tungsten går også ind for at fremstille højtydende stål.

Wolframmalm er et af de få mineraler, der for nylig bliver udvundet i Storbritannien, med en slumrende wolfram-tin-malmmine nær Plymouth, der genåbner i 2014. Minen har kæmpet økonomisk på grund af de volatile globale malmpriser. Priserne faldt fra 2014 til 2016, men er siden genvundet til værdierne i begyndelsen af ​​2014, hvilket giver et vist håb for minens fremtid.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.