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原材料困境研究来自深海的高科技金属锗和镓

导读 锗和镓是对现代高科技具有重要意义的两种金属。两者都是半导体工业、光纤电缆和光伏的重要原材料。因此,它们是塑造电动汽车和能源转型的重

锗和镓是对现代高科技具有重要意义的两种金属。两者都是半导体工业、光纤电缆和光伏的重要原材料。因此,它们是塑造电动汽车和能源转型的重要组成部分。不来梅雅各布斯大学地球化学教授 Michael Bau 领导的研究小组使用新的分析方法,研究了深海铁锰结壳中锗和镓的分布。结果现已发表在《化学地质学》上。

2020年,全球66%的锗产量来自中国;对于镓,中国市场的主导地位甚至更大,达到 97%。由于这种依赖性以及对原材料供应的相关风险,政府和都将这些金属列入了他们的关键原材料清单。全世界都在努力寻找矿床,特别是因为预计未来几年对这些金属的需求将急剧增加。但事实证明,寻找原材料很困难,非常规矿床也成为人们关注的焦点。

确保全球关键原材料供应的一种方法可能是深海采矿。尽管由于其对环境的影响不明确而引起争议,但它可以提供大量金属,例如,如果没有这些金属,诸如能源转型等气候政策目标就无法实现。在可预见的未来,回收还不是关键原材料的解决方案,因为这些金属尚未大量使用。

研究小组 CritMET:使能技术的关键金属是雅各布大学地球与环境科学与技术研究计划的一部分,研究潜在的原材料来源和关键原材料(如稀土、锗、和镓。现在发表的这项研究总结了围绕 Katharina Schier 和 David Ernst、Michael Bau 和 Dieter Garbe-Schönberg 教授以及国家和国际合作伙伴的小组的研究成果。

所研究的铁锰结壳在深海海底非常缓慢地形成。在此过程中,它们捕获并积累溶解在海水中的各种金属。使用新的分析方法,工作组成功地可靠地确定了这些结壳中镓和锗的浓度。这些结果对于基础地球化学研究非常重要,因为它们有助于更好地了解金属从陆地到海洋的运输。

然而,对于应用研究来说,它们相当令人失望:镓和锗的含量太低,无法在可预见的未来使地壳成为这些金属的原材料来源。但结果也有积极的一面,因为研究人员能够证明镓和锗是如何有效地附着在氧化铁上的,因此它们可以有效地从水中和环境中去除。由于所有关键金属都被释放到环境中,从而进入河流、湖泊和地下水,由于它们的工业用途急剧增加,数量不断增加,防止这种情况或清理水的过程至关重要。对于锗和镓,使用氧化铁可能是一种相当简单且便宜的解决方案。

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