Смартфоните изчезват, недостиг на метали

Известно е, че обикновеният смартфон съдържа 41 различни елемента. А през 2015 г. само са продадени 1,2 милиарда мобилни телефона в света. Това води до дисбаланс между предлагането на метали и металоиди и тяхното търсене от потребителите – концепция, наричана по-нататък в статията „критичност”.

Изследователи от Университета Йейл оцениха „критичността” на 62 метала от Менделеевата таблица. Те установиха, че поне 33 от тях (показаните) се използват за производството на печатни платки. Критичността взема под внимание кои материали ще се намират все по-трудно, кои ще окажат най-голямо влияние върху околната среда и кои са незаменими.

Как се определя критичността

Критичността на металите се анализира по три начина – риск за снабдяването, уязвимост от ограничения в снабдяването (УОС)[i] и последици за околната среда.

Рискът при снабдяването представлява вероятността от липса на необходимата суровина или от нейното изчерпване;

УОС представлява индекс, чрез който се определя доколко е вероятно даден елемент да бъде ограничен въз основа на това колко се използва и какво е наличното количество от него. Индексът взема под внимание ограниченията, поставени върху снабдяването от страна на компании или държавни институции.

А от гледна точка на околната среда, изследователите оценяват въздействието на добива на определени материали, както и на самите материали върху околната среда и след това вероятността това също да доведе до ограничения.

Оловото, например, е забранено да се използва в много продукти, след като правителствата и компаниите осъзнаха опасността му за околната среда и започнаха да налагат забрани върху използваното количество.

За всеки елемент от всяка категория се определя общ коефициент, при което колкото по-висок е коефициентът, толкова по-голям е рискът за елемента.

С помощта на тези три категории, изследователи от Университета Йейл, ръководени от професор Томас Грейдъл, установиха кои метали и металоиди от всяка група са най-застрашени.

„Много от металите, традиционно използвани в производството, включително цинк, мед и алуминий, не са изложени на риск.“, обясни проф. Грейдъл. По-новите или по-рядко срещаните метали, използвани в производството на смартфони, инфрачервени оптични уреди и в уреди за медицинска образна диагностика, обаче, са уязвими.

Резултатите от работата на екипа показват, че ограниченията по отношение на много от важните метали, използвани в производството на смартфони и други апарати, до голяма степен са тези, свързани с риска за снабдяването. Тук попадат елементите галий, използван в процесорните чипове, и селен, използван в транзисторите на тези чипове. Металите в групата на платината, в това число злато и живак, водят до най-големи последици за околната среда.

Докато легиращите стоманата[ii] елементи като хром и ниобий, както и елементите, използвани във високотемпературните сплави, в това число волфрам и молибден, се определят в челните редици на категорията с висока уязвимост от ограничения в снабдяването.

„Металите, които използваме от дълго време, вероятно няма да представляват проблем”, каза проф. Грейдъл.

„Ние ги използваме от много време, тъй като те са налични в изобилие и обикновено са широко разпространени в географско отношение. Но някои метали, които се добиват за технологични нужди едва през последните 10 или 20 години, се срещат почти изцяло само като странични продукти. Не може да се организира добив само на такива метали; те често съществуват в малки количества и се използват за специални цели. И за тях няма равностойни заместители.” – обяснява още проф. Грейдъл.

Елементите, които нямат равностойни заместители, изследователите посочват индий, арсен, талий, антимон, сребро и селен. По-конкретно, не съществува заместител на елемента индий и това може да повлияе на производството на сензорни екрани.

Факторите, влияещи върху крайната критичност, включват „концентрацията на първичното производство” и политическата нестабилност. Проучването обръща внимание на факта, че до 95% от редките земни метали се доставят от Китай, а танталът се доставя от области, в които има безредици, като например Демократична република Конго.

Професор Грейдъл разглежда и възможното въздействие на рециклирането върху тези елементи и обяснява, че оловото има висока степен на рециклиране, но материалите, които се използват само в много малки количества, са по-трудни за извличане.

„Мисля, че тези резултати трябва да алармират продуктовите дизайнери да помислят по-добре за това, какво се случва след като техните продукти вече не се използват”, добавя проф. Грейдъл. „Това, което най-много затруднява рециклирането на тези материали, е техният дизайн. Изглежда, че е време да се помисли малко повече за края на тези красиви продукти.”

[i] Vulnerability to supply restriction (VSR)

[ii][ii] Химически елементи, които легират стоманата (Steel Alloy elements) – такива, които добавен към сплавта на стоманата в концетрация от 1% до 50% от общото й тегло, подобряват нейните механични и физически качества. Тази група стомани се делят на две под-групи – ниско-легирани и високо-легирани стомани.

---------------------------

Изследването е публикувано в списание PNAS.

Източник: DailyMail.co.uk, Българска минно-геоложка камара