Σπάνιες γαίες: Σύγχρονη τεχνολογία και οικονομικές και γεωπολιτικές εξαρτήσεις

Είναι πολύ πιθανό να έχετε ακούσει πρόσφατα για σπάνιες γαίες και να αναρωτηθήκατε τι ακριβώς είναι και γιατί προκαλούν το ενδιαφέρον αρθογράφων. 

Καρακασίδης Θεόδωρος*

Οι σπάνιες γαίες αποτελούν μια ομάδα χημικών στοιχείων που παρουσιάζουν ιδιαίτερες ιδιότητες και χρησιμοποιούνται σε πλήθος τεχνολογικών εφαρμογών με σημαντικές οικονομικές αλλά και γεωπολιτικές συνέπειες. Τα σημαντικότερα μέταλλα σπάνιων γαιών με βάση το απόθεμα τους και τις εφαρμογές τους είναι το νεοδύμιο, το πρασεοδύμιο, το δυσπρόσιο, το ύττριο και το γαδολίνιο. Ο όρος σπάνιες οφείλεται στο μικρό απόθεμα ορισμένων από αυτές και στην πολυπλοκότητα επεξεργασίας και διαχωρισμού από ορυκτά, καθώς οι σπάνιες γαίες δεν βρίσκονται στην φύση σε στοιχειακή κατάσταση και με εξαίρεση το σκάνδιο δεν υπάρχουν στα ορυκτά ως μεμονωμένες ουσίες.

Οι πράσινες τεχνολογίες απαιτούν μεγάλες ποσότητες σπάνιων γαιών και ιδιαίτερα νεοδυμίου, δυσπρόσιου, πρασεοδύμιου και σαμάριου καθώς χρησιμοποιούνται στους μόνιμους μαγνήτες. Οι μόνιμοι μαγνήτες χρησιμοποιούνται σε ανεμογεννήτριες, κινητήρες υβριδικών και ηλεκτρικών αυτοκινήτων και στην αμυντική. Οι σπάνιες γαίες χρησιμοποιούνται αυτούσιες ή  αντικαθιστούν κάποια μέταλλα προκειμένου να μειωθεί ο όγκος και το βάρος συσκευών, προσδίδοντας μέσω των ιδιοτήτων τους μεγαλύτερη ταχύτητα και απόδοση, συμβάλλοντας έτσι σημαντικά στην ανάπτυξη νέων προϊόντων από τις βιομηχανίες.  Χαρακτηριστικά σε ηλεκτρικούς κινητήρες έχουν περίπου το ένα τρίτο του βάρους και μεγέθους αντίστοιχου ηλεκτρομαγνήτη και παρέχουν μεγαλύτερη ροπή. Μια άλλη σημαντική χρήση που σχετίζεται και με τα παραπάνω περιλαμβάνουν τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες με εφαρμογή σε ηλεκτρικά οχήματα, κινητές συσκευές (τηλέφωνα, φορητοί υπολογιστές κλπ.) με κυρίους εκπροσώπους το λανθάνιο και δημήτριο.

Ιδιαίτερα σημαντική είναι η χρήση τους ως φωσφόροι σε οθόνες υπολογιστών, κινητών τηλεφώνων και συστημάτων φωτισμού, προϊόντων με τεράστια ζήτηση με αποτέλεσμα να χρειάζονται μεγάλες ποσότητες ευρωπίου και τέρβιου. Άλλες σπάνιες γαίες, όπως το έρβιο, χρησιμοποιούνται σε δίκτυα οπτικών ινών προκειμένου να επιτευχθεί υψηλή ταχύτητα μετάδοσης της πληροφορίας. Υλικά όπως το θούλιο, τέρβιο και υττέρβιο βρίσκουν εφαρμογές σε φωτοβολταϊκά πανέλλα. Χρησιμοποιούνται επίσης σε καταλύτες πυρόλυσης ρευστών, καταλυτικούς μετατροπείς στις βιομηχανίες πετρελαίου και αυτοκινήτων καθώς και στην αμυντική βιομηχανία, όπως οπλικά συστήματα με καθοδήγηση ακριβείας, λέιζερ στόχευσης, συστήματα επικοινωνιών,  κινητήρες αεροσκαφών, συστήματα ραντάρ, οπτικός εξοπλισμός κλπ. Σύμφωνα με την Αμερικανική Υπηρεσία Γεωλογικών Ερευνών (USGS) το δυσπρόσιο, το νεοδύμιο, το ευρώπιο, το τέρβιο και το ύττριο αποτελούν τα κρισιμότερα μέταλλα σπάνιων γαιών που χρησιμοποιούνται σε τεχνολογικές εφαρμογές και δεν μπορούν να υποκατασταθούν.

Είναι ενδιαφέρουσα η γεωγραφική και ιστορική εξέλιξη της παραγωγής σε συνδυασμό με τις τεχνολογικές εξελίξεις. Η παραγωγή σπάνιων γαιών ξεκίνησε στα μέσα του 20^ου αιώνα με κύριους παραγωγούς την Βραζιλία, την Ινδία και την Νότια Αφρική. 

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΟΥ ΑΡΘΡΟΥ ΣΤΟ AnatropiNews.gr