Čak 44 hemijska elementa mogla bi nestati do kraja stoljeća, šta to znači za nas

Od 118 poznatih hemijskih elemenata koji čine materiju oko nas, čak 44 suočavaju se s mogućim ograničenjima u snabdijevanju u narednim godinama. Među njima su rijetki zemni elementi, plemeniti metali, ali i elementi poput fosfora koji su neophodni za život.

Problem ograničene dostupnosti prikazan je kroz Periodni sistem ugroženih elemenata, koji ukazuje na rizike povezane sa zalihama i korištenjem pojedinih materijala.

Među elementima čija se dostupnost smatra posebno problematičnom nalaze se cink, galij, germanij, arsen, srebro, indij, telurij i hafnij. U grupi ugroženih i kritičnih elemenata nalaze se i helij, fosfor i neodimij.

Slučajno otkrićeStudent na 16. stranici Googlea pronašao trag izgubljenog drevnog grada Maja

Prema Američkom hemijskom društvu, 44 od ukupno 118 elemenata mogla bi do kraja ovog stoljeća postati nedostupna ili se suočiti s ozbiljnim ograničenjima u snabdijevanju.

Problem nije samo u količini dostupnih resursa

Ograničene zalihe pojedinih elemenata predstavljaju izazov za hemijsku industriju, zbog čega se naglašava potreba za održivijim upravljanjem njihovim vađenjem, korištenjem, ponovnom upotrebom i rasipanjem.

Eksploatacija i prerada takvih elemenata imaju i svoju cijenu za okoliš. Kod pojedinih materijala postoji i dodatna ljudska cijena povezana s takozvanim konfliktnim mineralima, čije se vađenje koristi za finansiranje oružanih sukoba.

Jedan od pravaca kojim se pokušava smanjiti rizik jeste istraživanje dostupnijih zamjena. Istovremeno se radi na efikasnijem korištenju postojećih materijala, njihovom recikliranju i ponovnom dobivanju iz proizvoda koji više nisu u upotrebi.

Cilj takvih istraživanja je smanjenje rizika od nestašica i stvaranje održivijih lanaca snabdijevanja u industriji.

Mogu li grafen i ugljik zamijeniti rijetke metale?

Jedan od principa zelene hemije jeste korištenje obnovljivih sirovina umjesto oslanjanja na konačne resurse čije se zalihe iscrpljuju.

Istovremeno se nastoji maksimalno povećati efikasnost korištenja resursa. Budući da su količine materijala u Zemljinoj kori ograničene, proizvodi se mogu projektovati tako da koriste dostupnije materijale i da ih je nakon upotrebe jednostavnije reciklirati.

Iako takva rješenja još nisu komercijalno primijenjena u punom obimu, istražuje se mogućnost korištenja grafena i ugljičnih nanomaterijala kao zamjene za oskudne materijale u različitim primjenama.

Naučnici s Univerziteta Chalmers identificirali su 14 metala čija bi se upotreba mogla značajno smanjiti kada bi ih u određenim primjenama zamijenile ugljične nanocijevi.

Sve je više istraživanja koja ukazuju i na potencijal katalizatora zasnovanih na grafenu. Oni bi mogli zamijeniti ili barem smanjiti zavisnost od platine, paladija, rodija i drugih ugroženih elemenata, prenosi Open Culture.

Bakterijski enzimi kao moguća alternativa

Još jedno aktivno područje istraživanja je biokataliza. U pojedinim slučajevima bakterijski enzimi pokazali su potencijal da zamijene kritične materijale.

Takve mogućnosti, između ostalog, istražuju se kod gorivnih ćelija i elektrokatalize.

Periodni sistem ugroženih elemenata prvobitno je napravljen 2015. godine, a EuChemS ga je ažurirao 2023.

Nova verzija prikazuje tadašnju dostupnost svih 90 obuhvaćenih elemenata, umjesto samo 44 ugrožena elementa iz ranijeg prikaza. Dodana je i osa koja se odnosi na održivost, a posebno su označeni elementi koji se koriste u proizvodnji pametnih telefona.

Periodni sistem tako, osim poznatog prikaza hemijskih elemenata, pokazuje i koliko bi dostupnost pojedinih materijala od kojih zavise savremeni proizvodi i tehnologije mogla predstavljati problem u budućnosti.