مس در مقابل 17 عنصر

به گزارش می متالز، عنصرهای خاکی کمیاب یا فلزهای خاکی نایاب، مجموع 17 عنصر شیمیایی جدول تناوبی هستند که با نشانه اختصاری REEs نمایش داده می‌شوند. استفاده از این فلزات در سال‌های اخیر به‌شدت افزایش پیدا کرده است. کاربرد اصلی عناصر خاکی کمیاب در تکنولوژی‌های بدون کربن است. با این حال این فلزات در ساخت دستگاه‌های الکترونیکی، شیشه، کاتالیست‌ها و... نیز کاربرد دارد. 

در کنار این خواص مغناطیسی منحصربه‌فرد REEs، آن‌ها را جزو کلیدی بسیاری از فناوری‌های قرن بیست‌ویکم مانند گوشی‌های هوشمند، هارد درایوها، وسایل نقلیه الکتریکی و توربین‌های بادی قرار داده است. به عنوان مثال، یک گوشی تلفن همراه شامل هشت واحد از REEs است. به همین دلیل REEs از زندگی مدرن غیرقابل حذف هستند و تقاضای رو به رشدی برای آن‌ها وجود دارد.

بیشترین ذخایر این عناصر در چین وجود دارد؛ به‌طوری‌که اکنون فلزات خاکی کمیاب برای چین حکم نفت برای خاورمیانه را دارد. انحصار چین در داشتن ذخایر عناصر کمیاب زمین، مشکلات ژئوپلیتیکی بسیار زیادی را ایجاد کرده است. به‌علاوه استخراج و فرآوری این عناصر نیز تکنولوژی‌های مختص به خود را طلب می‌کند.

در مقابل اما مس نه‌تنها این مشکلات را ندارد بلکه ویژگی‌هایی دارد که مزیت‌های استفاده از فلز سرخ را بیشتر می‌کند. مس از توزیع خوبی در سطح جهانی برخوردار است. تکنیک‌های استخراج و فرآوری مس شناخته شده هستند. قیمت فلز سرخ نسبتاً پایدار است و مهم‌تر این‌که فلز سرخ یک مکانیزم قیمت‌گذاری شفاف در بازار جهانی دارد. در کنار این‌ها باید اشاره کرد که مس فلزی غیرسمی و دوست‌دار محیط‌زیست است که 100درصد قابلیت بازیافت دارد. حال آن‌که درباره سمی بودن REEs گزارش‌های بسیاری وجود دارد و بازیافت آن‌ها نیز با مشکلاتی روبه‌روست. 

با روند رو به رشد استفاده از REEs در صنایع به نظر می‌رسد کشورها برای کاهش وابستگی خود به عناصر نادر خاکی به مس روی بیاورند. چراکه قیمت REEs تابعی از عرضه و تقاضای جهانی نیست و کشورهای عرضه‌کننده آن‌ها عملاً روند قیمت‌گذاری این فلزات را در دست دارند. 

برای مثال در وسایل نقلیه الکتریکی و توربین‌های بادی، مس می‌تواند جایگزین خوبی برای REEs بشود. در حال حاضر در وسایل نقلیه الکتریکی از تکنولوژی آهنربای دائمی استفاده می‌شود که متکی بر REEs است. با این حال این تکنولوژی در کنار فوایدی که دارد محدودیت‌هایی نیز دارد ازجمله این‌که نسبت به دما حساس است و باید همواره مراقب بالا رفتن دما بود. در حال حاضر اتحادیه اروپا پروژه‌ای تحقیقاتی را آغاز کرده تا یک تکنولوژی مسی را جایگزین تکنولوژی آهنربای دائمی مبتنی بر REEs کند. این پروژه تحقیقاتی که ReFreeDrive نام دارد بخشی از چشم‌انداز 2020 اتحادیه اروپاست.

در مورد توربین‌های بادی نیز وضعیت مشابهی وجود دارد. استفاده از تکنولوژی آهنربای دائمی عملکرد توربین بادی را بهینه می‌کند. ژنراتورهای دایرکت درایو که در توربین‌های بادی مورد استفاده قرار می‌گیرند با فناوری آهنربای دائمی کار می‌کنند. در حال حاضر برخی از کشورها از تکنولوژی‌های مبتنی بر مس (excitation technology) به جای ژنراتورهای دایرکت درایو استفاده می‌کنند. اما با توجه به چالش‌هایی که پیشِ روی REEs وجود دارد، کشورهای دیگر نیز می‌توانند این تکنولوژی را مورد استفاده قرار دهند. 

جایگزین کردن مس با عناصر خاکی کمیاب، یکی از راه‌حل‌های پایدار و اقتصادی برای برطرف کردن مشکلاتی است که امروز REEs بر سر راه توسعه صنایع های‌تک ایجاد کرده‌اند. صنایعی که آینده جهان به آن‌ها وابسته است.