23 مه 2022 – توسط دانشگاه بایروث -چرخه جهانی فلزات اعتبار: پایداری طبیعت (2022). DOI
در سراسر جهان، تقریباً تمام صنایع مبتنی بر فناوری به مواد خام فلزی به راحتی در دسترس وابسته هستند. در نتیجه، اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی در مورد مدت زمان ماندگاری این مواد خام در چرخه اقتصادی مورد نیاز است. برای به دست آوردن داده های لازم، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه های بایروث، آگسبورگ و بوردو اکنون یک روش مدل سازی جدید ایجاد کرده و آن را بر روی 61 فلز اعمال کرده اند. این مطالعه که در Nature Sustainability منتشر شده است، نشان می دهد که فلزات مورد نیاز برای کاربردهای خاص با فناوری پیشرفته، که در بسیاری از موارد در سراسر جهان کمیاب هستند، به طور متوسط تنها برای یک دهه مورد استفاده قرار می گیرند.
عمر مفید یک فلز کل دوره ای را شامل می شود که با استخراج شروع می شود و با پراکنده شدن – یعنی به خوبی پراکنده شدن – در محیط به پایان می رسد و دیگر برای استفاده اقتصادی در دسترس نیست. فلزات آلیاژی آهن و فولاد با میانگین 150 سال بیشترین عمر مفید را دارند. محققان دلیل این امر را در درجه اول در راندمان بالای فرآیندهای صنعتی که در آن این فلزات پردازش می‌شوند و همچنین در نرخ بالای بازیافت می‌دانند. طول عمر فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم و مس و فلزات گرانبها مانند طلا و نقره به طور قابل توجهی کوتاهتر است، اما هنوز بیش از 50 سال است. در مقابل، فناوری خاص و در برخی موارد حیاتی – یعنی. به سختی در دسترس هستند – فلزات فقط برای حدود دوازده سال در چرخه اقتصادی باقی می مانند. کبالت و ایندیم نمونه هایی از این گروه بزرگ از مواد خام هستند. برای همه این محاسبات، از داده‌های Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)، یک موسسه زمین‌شناسی مستقر در پاریس و اورلئان، استفاده شد.
یک چیز مشترک همه 61 فلز مورد مطالعه این است که مقادیر از دست رفته در چرخه اقتصادی در طول زمان باید دائماً با استخراج جدید جبران شود. هرچه این تلفات بیشتر باشد، منابع بیشتری به طور غیرقابل جبرانی از دست می‌رود و پیامدهای زیان‌بار بیشتری برای اقلیم و محیط‌زیست خواهد داشت.این به نفع مردم جهان است که عمر مفید فلزات را افزایش دهند و برای جلوگیری از این خسارات عظیم تا حد امکان برای چرخه های اقتصادی بسته تلاش کنند. پروفسور دکتر کریستف هلبیگ، رئیس گروه تحقیقاتی تازه تاسیس فناوری منابع زیست محیطی در دانشگاه بایروث، می گوید: مواد خام مربوط به فناوری را می توان با دقت آماری بیشتری گسترش داد و محاسبه کرد. هدف از تحقیقات وی افزایش عمر مفید منابع فلزی و از این طریق کمک به صنایع سازگار با محیط زیست و اقلیم است.
محاسباتی که اکنون در Nature Sustainability منتشر شده است بر اساس یک روش مدل‌سازی جدید توسعه یافته توسط نویسندگان است که با آن می‌توان عمر مفید فلزات را با اطمینان بیشتری نسبت به اندازه‌گیری‌های معمول بر اساس نرخ بازیافت محاسبه کرد. ویژگی خاص این روش آماری این است که تقریباً برای تمام فلزات جدول تناوبی به طور یکسان قابل اعمال است. این یک پیش نیاز تعیین کننده برای قابل مقایسه بودن داده های به دست آمده است. تنها از این طریق می توانند مبنای قابل اعتمادی برای ارزیابی چرخه عمر تشکیل دهند که اطلاعاتی در مورد میزان استفاده کارآمد یا هدر رفت مواد خام با ارزش ارائه دهد. ارزیابی چرخه زندگی در زمینه مواد خام غیرزیستی به لطف نتایج تحقیقاتی به دست آمده توسط این مطالعه، به طور قابل توجهی معنادارتر به نظر می رسد.
