چگونه میکروب ها می توانند مواد معدنی حیاتی مورد نیاز جهان را تامین کنند

ترکیبات مس (آبی) را می توان با استفاده از میکروارگانیسم ها از محلول استخراج کرد - فرآیندی که به عنوان بیولیچینگ شناخته می شود. اعتبار: Dirk Wiersma/کتابخانه عکس علمی

انتقال انرژی پاک در حال ایجاد یک پارادوکس است. برای گسترش فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر، برق‌رسانی به حمل‌ونقل و ایجاد زیرساخت‌های هوش مصنوعی، جامعه باید مقادیر بی‌سابقه‌ای از مواد معدنی را استخراج کند. پیش‌بینی می‌شود که تقاضا برای بسیاری از این «معدن‌های حیاتی» در دهه‌های آینده چندین برابر افزایش یابد. با این حال، فن آوری های مورد استفاده برای به دست آوردن آنها ریشه در مدل قدیمی دارد که از طریق آن فلزات منفرد از سنگ معدن بکر استخراج می شوند.

پیامدها به طور فزاینده ای آشکار می شوند (به «تامین مواد معدنی حیاتی تحت فشار» مراجعه کنید). با کاهش ذخایر سنگ معدنی با عیار بالا، مقادیر بیشتری سنگ باید استخراج و پردازش شود تا همان مقدار فلز تولید شود. که به انرژی و آب بیشتری نیاز دارد. معدن حدود 1.7 درصد از مصرف انرژی جهانی را تشکیل می دهد و پیش بینی می شود این رقم تا سال 2060 تا 8 برابر افزایش یابد. بسیاری از پروژه‌های معدنی حیاتی در مناطقی مانند بخش‌های خشک آفریقا و آمریکای لاتین در مناطقی که با تنش آبی زیاد مواجه هستند، فعالیت می‌کنند.

منابع: بالا به پایین: ر. 3; رجوع کنید 3; رجوع کنید 6 و go.nature.com/4nzbbnx

زباله های معدن نیز در حال رشد هستند. در حال حاضر، صدها میلیارد تن از باطله معدن در سطح جهان ذخیره می شود. پیش بینی ها حاکی از آن است که تا سال 2050، تا دو تریلیون تن سنگ و باطله اضافی انباشته خواهد شد 3، 5 .

در همین حال، جامعه در حال تولید مقادیر زیادی زباله غنی از فلز است که عمدتا منبع ثانویه فلزات دست نخورده باقی می ماند. در سال 2022، 62 میلیون تن زباله الکترونیکی (زباله الکترونیکی) در سراسر جهان تولید شد - تقریبا 8 کیلوگرم برای هر نفر در کره زمین - و تنها حدود 22٪ از آن به طور رسمی جمع آوری و بازیافت شد.

چگونه می توان دسترسی به مواد معدنی حیاتی مورد نیاز جهان را افزایش داد؟