Afrika kıyılarında, yüzeyden 50.000 kat daha yüksek rezervlerle nadir metal yatakları keşfedildi.
BBC'nin yakın tarihli bir raporuna göre bilim adamları, denizin derinliklerinde Kanarya Adaları kıyısından yaklaşık 500 kilometre, deniz seviyesinden yaklaşık 1.000 metre uzaklıkta bir dizi denizaltı dağ keşfettiler, ancak en önemlisi dağların dış tabakası 60 cm. Kalın kayalarda bol depolama var Tellür Metal Yüzeydeki normal depolama kapasitesinden daha yüksek Elli bin kere Yukarıdaki.
Şekil | Yaklaşık 3000 metre yükseklikte denizaltı dağları
Bu keşfin ilginç olmasının ana nedeni, "tellür" ün, Yüksek verimli güneş panelleri imalatı. Proje lideri Bram Murton'un tahminine göre, Keşfedilen maden, dünyanın toplam arzının on ikide birine eşdeğer yaklaşık 2.670 ton tellür içeriyor. . Ayrıca bu kayalarda rüzgar türbinlerinde ve çeşitli elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılabilen çok sayıda başka nadir toprak kaynağı bulunmaktadır. Bu aynı zamanda temiz enerjinin gelişmesine de büyük fayda sağlayacaktır.
" 1780'lerin sonlarında, insanlar Romanya, Transilvanya'daki bir altın madeninde tellür keşfetti. On beş yıl sonra, element çok benzersiz bir maddeye ayrıldı ve tellür (tellür) olarak adlandırıldı. "Tellus" kökü Latince'de "dünyanın meyvesi" anlamına gelir. Tarihsel olarak tellür, metalurjide, örneğin paslanmaz çeliğe katkı maddesi olarak veya bakır, kurşun ve demir alaşımları yapmak için kullanılmıştır.
Şekil | Bram Murton, bu keşiften sorumlu kişi
Peki, kadmiyum tellürid ince film pil nedir?
Öncelikle ince film batarya çok ilginç bir şey. Elimizdeki en yaygın güneş pili, temel silikon kristallerinden yapılmıştır. Onlarca yıllık sıkı çalışmanın ardından, Silikon güneş pillerinin verimliliği% 25'i aştı Elektrik üretim maliyeti, fosil enerjiye dayalı termik enerji üretim maliyetine de yaklaştı.
Bununla birlikte, silikon güneş fotovoltaik piller sert ve ağır düz panel bileşenlerdir ve uygulamaları geniş düz zeminler, geniş çatılar vb. İle sınırlıdır ve ince film hücreleri başka bir konsepttir.
Büyük miktarda yüksek saflıkta silikon kristali gerektiren silikon kristal pillerin aksine, İnce film piller yalnızca birkaç nanometre ila onlarca mikron kalınlığında olacaktır , Alt tabaka yumuşak, hafif ve şeffaf olduğu sürece, ışık enerjisi dönüşüm malzemesi cam, plastik, metal vb. Yüzeylerde biriktirilir, ince film batarya önemli derecede yumuşak deformasyon sağlayabilir ve ağırlık diğer fotovoltaik hücrelere kıyasla büyük ölçüde azalır. Dahası, pilin kendisi de yarı saydam bir duruma getirilebilir.
Şekil | İnce, yumuşak, yarı saydam kadmiyum tellür güneş ince film pili. Fotoelektrik dönüşüm verimliliği% 21'e ulaşabilir
Bu nedenle, ince film piller, binalara entegre olmak ve doğrudan camda kullanılmak gibi daha geniş bir uygulama alanına sahiptir; bu, yalnızca güneş ışığının yansıtılmasına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda güneş enerjisi üretir; örneğin, cep telefonlarında ve belirli bir esneklik gerektiren diğer cihazlarda kullanılabilirler. Bu avantajlar, birçok insanı ince film pillerin geleneksel silikon güneş pillerinin yerini alacağına ve insanlığın güneş enerjisi elde etmek için ana teknoloji haline geleceğine inanmasını sağlıyor.
Şekil | Kadmiyum tellürid ince film güneş pilleri doğrudan pencere camı için kullanılabilir ve geniş uygulama yelpazesi diğer fotovoltaik hücreler için zordur
Ana akım ince film pil teknolojileri arasında, kadmiyum tellürür (CdTe) ince film pillerin pazar payı, diğer ince film pilleri aşmaktadır. Bunun nedeni kadmiyum tellür pillerin birçok avantajı olmasıdır:
Her şeyden önce, Daha az maliyet Bazı şirketler, kendileri tarafından üretilen kadmiyum tellür pillerin maliyetinin silikon kristal pillerden daha düşük olabileceğini iddia ediyor;
İkincisi, onun Enerji geri ödeme süresi (Pilin ürettiği elektriğin kullanım ömrü boyunca tükettiği enerjiyi geri kazandığı yıl sayısı - üretim için gerekli enerji tüketimi gibi) Yalnızca 0,3 ila 1,2 yıl , Silikon kristal hücreler dahil tüm güneş pilleri arasında en kısa olanıdır;
Ek olarak, sıcaklık yükseldiğinde, geleneksel silikon fotovoltaik hücrelerin verimliliği ciddi şekilde azalacak ve Sıcaklığın kadmiyum tellür piller üzerinde çok daha küçük bir etkisi vardır Bu nedenle, kurulum sahasının sıcaklık koşulları çok daha geniş olabilir;
Dahası, kadmiyum tellürid fotovoltaik hücreler düşük ışığa karşı daha iyi hassasiyete sahiptir ve iç mekanlarda bile çalışabilirken, silikon kristal hücre, ışığın iyi olmadığı bulutlu günlerde pişirmeyi durduracaktır.
Son yıllarda, araştırmaların daha da derinleşmesiyle, kadmiyum tellürid ince film pillerin verimliliği de kırıldı. yirmi bir% , Polikristalin silikon hücrelerin verimini aşan, neredeyse monokristal silikon hücreler ile karşılaştırılabilir, ticari verimlilik aralığına ulaşmaya yetecek kadar. Bununla birlikte, bu kadar geniş uygulama yelpazesine ve pek çok avantaja rağmen, kadmiyum tellürid ince film hücreleri, fotovoltaik hücre pazarının sadece% 5,1'ini oluşturmaktadır. neden?
cevap: Ne kadar uğraşırsanız uğraşın, çıktı yükselmeyecektir. . Dünya büyük olmasına rağmen, kadmiyum tellür pillerin kurucu unsurlarından biri olan tellür, Ama çok az.
Dünyadaki tellür rezervleri, değerli metal platin rezervlerinden daha az, son derece azdır. Mineral kaynaklarının dağılımı da çok seyrek ve birkaç bağımsız endüstriyel tellür birikintisi var. Bilinen tellür cevheri esas olarak pirit, kalkopirit, sfalerit, vb. İle simbiyozdur. Bu cevherdeki tellür içeriği sadece% 0.001-% 0.1'dir. Açıkça söylemek gerekirse, diğer cevherlerin safsızlıklarında küçük bir miktar veya hatta bir iz olduğu anlamına gelir.
Şu anda, tellür üretiminin esas olarak bakır elektroliziyle üretilen yan ürünlerden geri kazanılması gerekmektedir. Bu nedenle, tellür üretimi büyük ölçüde bakır üretimine bağlıdır Dünyada ne kadar bakıra ihtiyaç duyulduğu, onu üreten "atıktan" ne kadar tellür çıkaracaktır.
Tellür üretiminin çok düşük olması, kadmiyum tellürür ince film pillerin geliştirilmesinde en büyük kısıt haline gelen kadmiyum tellürür pil bileşenlerinin fiyatının en büyük kısmını tellür hammaddelerinin fiyatını oluşturuyor. ABD Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) dahil olmak üzere birçok endüstri kuruluşu, büyük ölçekli bir tellür keşfi yoksa, kadmiyum tellür pillerinin çıkışının çok küçük bir aralıkla sınırlı olacağını tahmin etmiştir.
Dünyadaki tüm tellür kadmiyum tellür pilleri üretmek için kullanılırsa ve tüm atık pillerdeki tellür maksimum ölçüde geri dönüştürülürse, teorik çıktı sınırı mevcut silikon kristal pillerin 1 / 20'sine ulaşmayacaktır. .
Dahası, çok düşük rezervler, biraz sağduyuya bile ters düşen başka bir fenomeni getirecektir. Silikon kristal hücreler de dahil olmak üzere çoğu fotovoltaik ürün, artan çıktı nedeniyle fiyatı düşerken, kadmiyum tellür hücreleri tam tersini yapacaktır.Çıktı düşük olduğunda maliyet daha düşüktür ve çıktı arttığında, Yetersiz tellür arzı nedeniyle, daha fazla tellür madenciliği veya geri dönüşüm maliyeti önemli ölçüde artacaktır. Sonuç olarak, kadmiyum tellürür ince film pillerin maliyeti, çıktı arttıkça daha yüksektir! Bu nedenle, silikon kristalin fotovoltaik hücrelerin yerini alacağını söylemeye gerek yok, kadmiyum tellurid hücreleri pazarda rekabet edebilecek nitelikte bile değil.
Bu nedenle, bu sefer deniz dibinde çok büyük bir tellür yatağının keşfi, Kadmiyum tellür pillerin gelecekteki gelişimi için hayati önem taşımaktadır.
Aslında deniz dibi minerallerinin dünyanın ilgisini ilk kez çekmesi değil, uzun süredir bazı kurum ve kuruluşlar derin denizlerde saklı bu "hazinelere" yoğun ilgi gösterdiler. Tanınmış Kanadalı madencilik şirketi Nautilus Mineralleri 2012 gibi erken bir tarihte, Papua Yeni Gine yakınlarındaki Bismarck Denizi'ndeki bir madencilik projesi olan Solwara 1 formüle edildi.
Bununla birlikte, yerel yönetimle ciddi ticari farklılıklar nedeniyle, iki taraf arasındaki işbirliği planı bir kez durduruldu, ancak son zamanlarda yeni bir ilerleme kaydetti ve yakında 2019'da Papua Yeni Gine kıyılarında bakır ve altın madenciliği yapacaklar.
Bu amaçla, şirket ayrıca Dünyanın ilk derin deniz madencilik robotu . Görünüşü, bir kamera ve iki sürücü tarafından uzaktan kontrol edilen 3D sonar sensörüyle donatılmış bir ağır tanka benzer. Robotu ve onun kazdığı cevheri yüklemek için, Nautilus ayrıca kasıtlı olarak 127 milyon ABD Doları (yaklaşık 820 milyon yuan) değerinde büyük bir tedarik gemisi inşa etti.
Şekil | Nautilus'un denizaltı kazma robotu
Nautilus'un planına göre, bu türden üç robotun, ikisi madencilikten, biri nakliye olmak üzere maden çıkarırken aynı anda çalışması gerekiyor. Her şey iyi giderse, Sadece bir maden alanında çıkarılan cevher 2,5 milyon tona ulaşabilir , Toplam değeri 1,5 milyar ABD Dolarından fazladır.
Şekil | Nautilus konseptindeki yüzer platform
CEO Mike Johnston'a göre, Papua Yeni Gine kıyılarındaki işletme projesine ek olarak, Nautilus, Meksika Körfezi boyunca başka bir su altı kazı projesi başlattı.Tüm hazırlıkların önümüzdeki yılın ortasına kadar tamamlanması bekleniyor.
Bununla birlikte, Nautilus'un gelişimi sorunsuz bir seyir izlemedi ve Solwara 1 projesi teklif edilir edilmez çevreciler buna karşı çıktı. Aynı zamanda, Papua Yeni Gine hükümetinin uzun vadeli gecikmesi de bu projenin birkaç kez tekrarlanmasına ve hatta 2014 yılında neredeyse iflas etmesine neden oldu.
Buna ek olarak Çin, aktif olarak Hint Okyanusu'nun dibinden maden çıkarma planları yapıyor.
2011 yılında Uluslararası Deniz Yatağı Otoritesi ile derin deniz madenciliği sözleşmesinin imzalanmasından bu yana Çin, Hint Okyanusu'ndaki sülfür yataklarını aktif olarak araştırmaktadır. Bu 15 yıllık sözleşme, Çin'e 10.000 kilometre kareye kadar bir alanda denizaltı sülfitlerini keşfetmesi için yeterli zaman verecek.
Resim | "Jiaolong" derin deniz sondası
Tabii ki, Hint Okyanusu dışında Çin, Batı Pasifik ve Kuzeydoğu Pasifik'te aktif olarak deniz dibi mineralleri arıyor.
Bununla birlikte, son analizde, özellikle elektronik ekipman, elektrikli araçlar ve temiz enerji için artan ihtiyaçlarımız nedeniyle, herkes derin deniz enerjisini keşfetmeye güçlü bir ilgi ve istek gösterdi. Mevcut nadir metal arzını biraz gergin gösteriyor. Daha da utanç verici olan şu ki Mevcut arazi bazlı madencilik modelinin ne etik ne de verimli olduğu kanıtlanmıştır.
Şu anda, gelişmemiş denize göz atmak mantıklı bir şey haline geliyor.Çok uzak olmayan bir gelecekte, "Nuggets Yolculuğu" nun yeni raunduna adanmış çok sayıda "denizaltı kaşifleri" olacak ve bu insanlar da çok zenginlik kazanacaklar.
Her şey çok iyimser ve umutlu görünüyor, ama cidden konuşursak, Bu yaklaşan "Büyük Atılım" uzmanların gözünde çok ciddi sonuçlar doğurabilir.
Bu yılın başlarında yapılan derin deniz madenciliği denemelerinin analizine göre, en küçük madencilik denemeleri bile deniz tabanındaki ekosisteme zarar verebilir. Bu hesaplamaya göre, daha büyük ölçekli bir madencilik operasyonunun tüm deniz ekosistemini yok etmesi muhtemeldir ve neden olduğu kelebek etkisi Okyanustaki hava döngüsünü ve deniz suyunun karbon tutma işlevini değiştirin.
Genel anlamda, geleneksel arazi madenciliği genellikle geniş bir arazi tesviyesi gerektirir ve bu süreçte çok sayıda orman ve köy temizlenecek, bu sadece ciddi çevresel zararlara neden olmakla kalmayacak, aynı zamanda bu şekilde mayınlanacaktır. Minerallerin çoğu, mineral içeriği çok düşük olan yağsız cevherlerdir.
Aksine, deniz yatağı minerallerinin madenciliği küçük bir alanda yoğunlaşmıştır ve üretim verimliliği önemli ölçüde iyileştirilecek ve insan yaşam ortamını etkilemeyecektir.
Ama başka bir bakış açısından, Çok sayıda deniz yaşamı bundan dolayı evlerini kaybedebilir Ciddiyse, kazı sırasında ortaya çıkan toz geniş bir alana yayılacak ve bu da organizmaların nefes almasını zorlaştıracak ve sonuçta tüm türün yok olmasına neden olabilir.
Madencilik sürecinin olası tehlikelerini ve sonuçlarını daha iyi anlamak için, Murton liderliğindeki keşif ekibi, bir madencilik etkisi simülasyon deneyi gerçekleştirdi.
İngiliz bilimsel araştırma gemisi James Cook'un deniz tabanından dakikada birkaç yüz litre hızla tortu çıkarmasını sağladılar ve meydana gelen değişiklikleri gözlemlemek için deniz dibine çok sayıda robot sensörü yerleştirdiler.
Şekil | Çalışma şeması
Dr. Murton'un açıklamasına göre, erken deneysel sonuçlar maden sahasından 1 km'den daha uzak yerlerde kir ve toz izlerini tespit etmenin aslında zor olduğunu gösterdi. Bunun anlamı Madenciliğin etkisi düşündüğümüzden çok daha sınırlı.
Ancak bunu şüphe sesleri izledi ve diğer bilim adamları bu sonuç hakkında farklı görüşler öne sürdüler.
Aynı zamanda British National Oceanic Research Center'da (NOC) çalışan Dr. Daniel Jones liderliğindeki bir başka çalışma, deniz yatağı minerallerinin çıkarılmasından bir yıl sonra birçok deniz organizmasının gerçekten restore edilebileceğini, ancak uzun vadede konuş Neredeyse hiçbir tür yirmi yıl sonra orijinal varlığını sürdüremez .
Başka bir NOC profesörü Andy Gooday de Deniz tabanı madenciliği türlerin yaygın bir şekilde yok olmasına yol açmayacak olsa da, Ancak yerel ekolojik çevre üzerindeki etkisi ciddi ve kalıcı olacaktır. En bariz nokta, birçok hayvan habitatının yok olacağıdır. "
Resim | Andy Gooday
Sonuç olarak, bir paradoks ortaya çıktı: Yeşil enerji geliştirmek için deniz tabanındaki mineralleri çıkarmamız gerekiyor ama bu deniz ortamına büyük zarar verecek. . Bu problem nasıl çözülür? Kimse cevabı bilmiyor, yapabileceğimiz tek şey insanları sürekli araştırmak ve üzerinde düşünmek ve artılarını ve eksilerini tarttıktan sonra doğru cevap vermek.
