Тетратаэнит 2.0: от космической пыли к чистой энергии

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 30 мая 2024

Сводка статистики

Ученые обнаружили метод создания магнитного материала, найденного в метеоритах, который потенциально изменит производство таких технологий, как ветряные турбины и электромобили (EV). Этот новый процесс, который включает добавление фосфора в железо-никелевый сплав, позволяет материалу быстро формироваться, минуя потребность в редкоземельных элементах и ​​решая экологические и геополитические проблемы. Это развитие может привести к появлению более доступных «зеленых» технологий, изменению глобальных цепочек поставок и новым возможностям в области материаловедения и инженерии.

Контекст тетратенита 2.0

В 2022 году исследователи добились значительных успехов в создании альтернатив высокопроизводительным магнитам, необходимым для таких технологий, как ветряные турбины и электромобили, традиционно зависящие от редкоземельных элементов, в основном поставляемых из Китая. Совместные усилия ученых из Кембриджского университета и их австрийских коллег представили метод синтеза тетратенита, природного «космического магнита», обнаруженного в метеоритах. Это открытие имеет решающее значение, поскольку оно решает как экологические проблемы, так и геополитические риски, связанные с добычей и поставками редкоземельных элементов.

Тетратаенит, железо-никелевый сплав, проявляет магнитные свойства, сравнимые с редкоземельными магнитами, благодаря своей уникальной упорядоченной атомной структуре. Исторически сложилось так, что искусственное воспроизведение этой структуры создавало серьезные проблемы, требуя крайних и непрактичных методов, не подходящих для крупномасштабного производства. Однако введение фосфора в железо-никелевую смесь произвело революцию в этом процессе, быстро сформировав упорядоченную структуру тетратенита за считанные секунды с помощью простых методов литья. Этот прорыв (Тетратаэнит 2.0) означает смену парадигмы в материаловедении.

Обеспечивая производство тетратенита в промышленных масштабах, это нововведение обещает поддержать усилия по достижению экономики с нулевым выбросом углерода, делая зеленые технологии более доступными и экономически эффективными. Более того, это побуждает к переоценке нашего понимания образования метеоритов и открывает захватывающие перспективы для использования ресурсов in-situ (в исходном месте) при освоении космоса. По мере продвижения исследований сотрудничество с крупными производителями магнитов может иметь решающее значение для подтверждения пригодности синтетического тетратенита для коммерческого применения.

Разрушительное воздействие

По мере увеличения доступности этих магнитов стоимость товаров и услуг, которые от них зависят, таких как электромобили и системы возобновляемых источников энергии, может снизиться. Это изменение может сделать устойчивые технологии более доступными для более широкой аудитории, способствуя более быстрому внедрению решений в области зеленой энергетики. Кроме того, ландшафт рабочих мест может измениться: появятся новые роли в производстве, исследованиях и разработке продуктов на основе синтетического тетратенита, что потребует рабочей силы, квалифицированной в области материаловедения и инженерии.

Для производственных, автомобильных и технологических компаний снижение зависимости от редкоземельных элементов может привести к большей стабильности цепочки поставок и потенциально снизить производственные затраты, что сделает их продукцию более конкурентоспособной на рынке. Этот сдвиг может также побудить компании инвестировать в исследования и разработки для дальнейшей оптимизации использования тетратенита в их продуктах. Кроме того, предприятиям, возможно, придется пересмотреть свои стратегии снабжения и партнерские отношения, сосредоточив внимание на поставщиках, которые могут предоставить этот новый материал и повлиять на динамику мировой торговли в секторе материалов.

Правительства могут финансировать исследовательские инициативы, стимулируя компании к внедрению этой технологии и устанавливая правила, способствующие использованию экологически чистых материалов. На международном уровне снижение зависимости от редкоземельных элементов, добываемых из геополитически чувствительных регионов, может изменить баланс экономической мощи, что приведет к появлению новых альянсов и торговых соглашений, ориентированных на устойчивые материалы. Более того, правительства могли бы уделить приоритетное внимание разработке образовательных программ, чтобы подготовить будущие поколения к карьере в сфере новых технологий.

Последствия Тетратаенита 2.0

Более широкие последствия Тетратаенита 2.0 могут включать: 

• Ускорение освоения космоса и развития спутниковых технологий, обусловленное наличием эффективных и высокопроизводительных магнитов, не ограниченное ограничениями на поставки редкоземельных элементов.
• Правовая и нормативная база развивается для обеспечения этического поиска и производства тетратенита с целью защиты работников и окружающей среды от потенциальной эксплуатации или вреда.
• Инновационные методы переработки продуктов, содержащих тетратенит, способствующие более устойчивому подходу к управлению ресурсами.
• Переоценка геополитических стратегий, поскольку страны переоценивают свои позиции на мировом рынке высокопроизводительных магнитов и связанных с ними технологий.
• Секторы бытовой электроники и экологически чистой энергетики испытывают снижение затрат и рост инноваций благодаря наличию альтернативы редкоземельным магнитам.
• Потенциальные сдвиги в демографической структуре, поскольку регионы, обладающие ресурсами или опытом в производстве синтетического тетратенита, становятся новыми центрами технологий и производства.

Вопросы для рассмотрения

• Как сокращение добычи редкоземельных металлов из-за синтетического тетратенита может повлиять на глобальные усилия по охране окружающей среды?
• Как могла бы измениться местная экономика, если бы они стали центрами производства синтетического тетратенита?