Редкие металлы из угля

30.10.2016

Редкоземельные элементы составляют основу современной технологической промышленности. В настоящее время абсолютным лидером по их добыче является Китай, но этому может прийти конец: ученые выяснили, что хорошим источником редких металлов может быть обычный каменный уголь.

Современная цивилизация, какой мы ее знаем, не может существовать без редкоземельных элементов. Не будет смартфонов, светодиодов, ветряных турбин и даже автомобильных аккумуляторов. Рудники, в которых добывают необходимые нам металлы и вещества, разбросаны по всей земной коре, но эксплуатация их часто бывает неэффективна. В настоящее время Китай производит около 90% мировых поставок редкоземельных элементов для промышленности, но ученые нашли способ нарушить эту монополию с помощью того, чего у нас в изобилии: угля и его побочных продуктов переработки.

"Все, что находится в земной коре, так или иначе входит в состав ископаемого угля", объясняет Эван Гранит, инженер-химик из Департамента энергетики США. Каждый производственный шаг - добыча, очистка и пережигание угля - создает множество отходов, которые в настоящее время вывозят на свалки. Цель будущей работы состоит в том, чтобы использовать эти отходы в качестве дешевого и экологически чистого источника редкоземельных элементов.

В качестве примера: ежегодно угольная промышленность США производит 130 миллионов тонн угольной золы. Недавнее исследование, проведенное в Университете Дьюка, показало, что потенциальная стоимость металлов, которые можно извлечь из продуктов горения, может доходить до нескольких миллиардов долларов. Другой вопрос - как именно это сделать. Профессор энергетики и минеральной инженерии Шарма Писапати в Пенсильванском университете исследует то, как выделять металлы с помощью ополаскивания сырого сланца раствором аммонийного сульфата. Если способ добычи металлов таким образом окажется экономически более выгодным, то, быть может, местное (а не китайское) производство смартфонов в крупнейших странах мира уже не за горами.

<< Назад: Городской пылесос 30.10.2016

>> Вперед: Ложь меняет мозг 29.10.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Ракетное топливо из перекиси водорода 28.02.2022 Перекись водорода является менее токсичной альтернативой гидразину, широко используемому аэрокосмическому топливу для двигателей с малой и средней тягой. Гидразин является канцерогеном и для его применения требуется дополнительное оборудование. А это увеличивает цену как самого топлива, так и запуска ракет. В то же время перекись водорода нетоксична для человека и широко используется в быту, например, для обесцвечивания волос или обработки ран. Но для получения топлива из перекиси водорода требуется высокоэффективный катализатор. Обычно он создается с использованием дорогих драгоценных металлов, таких, как серебро или платина. Аспирант химической и технологической инженерии университета Кентербери Саймон Рейд совместно с Callaghan Innovation разработал катализатор с особым керамическим слоем, который можно печатать на 3D-принтере. Он увеличивает эффективность переработки концентрированной перекиси водорода в ракетное топливо. Прохождение жидкой перекиси водорода над слоем катализатора ускоряет реакцию разложения. Реакция диссоциирует молекулу, превращая ее в воду и кислород. Именно распад молекулы производит большое количество энергии и тепла. Тепло испаряет воду и в результате горячий газ проходит через сопло и дает тягу. Целью исследований Саймона является усовершенствование конструкции катализатора для увеличения создаваемой за счет перекиси водорода тяги. Чтобы добиться этого, аспирант применил особую форму, гироид - повторяющуюся в трех измерениях структуру с минимальной поверхностью, открытую Аланом Шоэном в 1970 году. Несколько компаний серьезно рассматривают возможность использования перекиси водорода. Ученый рассчитывает в будущем предложить более экологичную альтернативу гидразину и сделать аэрокосмическую промышленность немного безопаснее.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025