ขุมทรัพย์แห่งอนาคต! 17 "แร่แรร์เอิร์ธ" แร่หายาก ใช้ทำอะไรได้บ้าง?
ขุมทรัพย์แห่งอนาคต! 17 "แร่แรร์เอิร์ธ" (Rare Earth) แร่หายากที่ซ่อนอยู่ในรถยนต์ไฟฟ้า โทรศัพท์มือถือ และอาวุธยุทโธปกรณ์
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
แร่หายาก หรือแร่แรร์เอิร์ธ (Rare Earth Elements : REE) คือหนึ่งในทรัพยากรสำคัญที่หลายประเทศต่างต้องการ เพราะมีความสำคัญต่อการผลิตเทคโนโลยีขั้นสูง เป็นกลุ่มธาตุโลหะ 17 ชนิด แบ่งเป็นกลุ่มธาตุแลนทาไนด์ 15 ชนิด คือกลุ่มธาตุเคมี 15 ชนิดที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 57 ถึง 71 โดยมีธาตุแรกคือแลนทานัม (La) ไปจนถึงลูทีเทียม (Lu) ธาตุเหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่คล้ายคลึงกัน ส่วนใหญ่เป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยาได้ และมักถูกเรียกอีกอย่างว่าโลหะหายาก
และธาตุอีก 2 ชนิดคือ สแกนเดียม (Scandium) และ อิตเทรียม (Yttrium) ซึ่งเป็นโลหะเบาที่หายาก เนื่องจากพวกมันมีแนวโน้มว่าจะเกิดในสินแร่เหล็กเช่นเดียวกับธาตุในหมู่แลนทาไนด์และมีสมบัติทางเคมีคล้ายกัน มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น แม่เหล็ก การเรืองแสง และคุณสมบัติทางไฟฟ้าเคมี จึงเป็นที่ต้องการในหลายประเทศ และด้วยความหายากนี้ทำให้ธาตุหายากมีราคาสูงและทำให้ขาดแคลนเป็นอย่างมาก
REE เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีขั้นสูงหลากหลายประเภท ทั้งอิเล็กทรอนิกส์ พลังงานหมุนเวียน และการป้องกันประเทศ REE มีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและการใช้งานของอุปกรณ์และเทคโนโลยีนับไม่ถ้วน
17 ธาตุ นำไปใช้ทำอะไรได้บ้าง?
- การแสดงผลหน้าจอ
REE โดยเฉพาะอย่างยิ่งซีเรียม (Ce) และยูโรเพียม (Eu) มีบทบาทสำคัญในการผลิตหน้าจอและจอแสดงผลในสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกผสมอยู่ในสารเรืองแสง ซึ่งเป็นสารประกอบที่เปล่งแสงสีเฉพาะเมื่อสัมผัสกับลำแสงอิเล็กตรอนหรือแหล่งพลังงานอื่นๆ
ในอุปกรณ์เหล่านี้ มีการใช้สารเรืองแสงในหน้าจอหลายประเภท รวมถึงจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) และจอแสดงผลไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED) สารเรืองแสงที่ใช้ REE สามารถควบคุมสีและความสว่างได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้จอแสดงผลมีสีสันสดใสและมีความละเอียดสูง มอบประสบการณ์การรับชมที่เหนือกว่าให้กับผู้ใช้
- ลำโพง
ธาตุหายาก เช่น นีโอดิเมียม (Nd) และเพรซีโอดิเมียม (Pr) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตลำโพงและระบบเสียงประสิทธิภาพสูงที่พบในสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการผลิตแม่เหล็กนีโอดิเมียมอันทรงพลัง
แม่เหล็กนีโอไดเมียมขึ้นชื่อในเรื่องความแข็งแรงและความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงภายในขนาดกะทัดรัด แม่เหล็กเหล่านี้ช่วยให้ลำโพงขนาดเล็กเพรียวบางสามารถผลิตเสียงที่คมชัดและมีคุณภาพในอุปกรณ์เครื่องเสียง ช่วยยกระดับประสบการณ์การรับฟังเสียงโดยรวมของผู้ใช้
- วัสดุแบตเตอรี่
REE ซึ่งรวมถึงแลนทานัม (La) และซีเรียม (Ce) ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งมักใช้ในสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ธาตุเหล่านี้ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่เหล่านี้
สารเติมแต่งแลนทานัมและซีเรียมสามารถปรับปรุงเสถียรภาพและประสิทธิภาพการหมุนเวียนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้มีความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและความจุในการกักเก็บพลังงานที่ดีขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา ช่วยให้ผู้ใช้เชื่อมต่อและใช้งานได้ยาวนานขึ้นโดยไม่ต้องชาร์จบ่อย
- เทคโนโลยีพลังงานสะอาด
REE เป็นองค์ประกอบสำคัญในการผลิตเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน เช่น กังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ REE มีส่วนช่วยในการผลิตและกักเก็บพลังงานสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ยกตัวอย่างเช่น กังหันลมใช้แม่เหล็ก REE ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงแผงโซลาร์เซลล์ก็ใช้ REE ในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน
นอกจากนี้ ระบบไฟส่องสว่างประหยัดพลังงาน เช่น เทคโนโลยี LED ยังได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของ REE โซลูชันไฟส่องสว่างเหล่านี้ช่วยลดการใช้พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
- รถยนต์ไฟฟ้า (EV)
อุตสาหกรรมยานยนต์หลายแห่งกำลังหันมาใช้รถยนต์ไฟฟ้า (EV) มากขึ้น เพื่อเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินแบบดั้งเดิม ซึ่ง REE ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้ เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ขั้นสูงที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่เหล่านี้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีประสิทธิภาพที่ยาวนาน ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าใช้งานได้จริง
ยิ่งไปกว่านั้น มอเตอร์ไฟฟ้าในรถยนต์ไฟฟ้ามักประกอบด้วยแม่เหล็กแบบ REE ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์และกำลังขับ ระบบเบรกแบบ Regenerative ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนพลังงานจลน์ จากการชะลอความเร็วของรถให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อนำไปชาร์จกลับเข้าแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฮบริด สามารถกู้คืนและกักเก็บพลังงานในระหว่างการเบรกก็อาศัย REE เช่นกัน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า
- ความมั่นคงของชาติ
REE เป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาและการทำงานของเทคโนโลยีการป้องกันขั้นสูง ซึ่งมีความสำคัญต่อความมั่นคงของประเทศชาติ การประยุกต์ใช้งานครอบคลุมหลากหลายด้าน เช่น ระบบขีปนาวุธ เทคโนโลยีเรดาร์ อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน และอื่นๆ อีกมากมาย ในระบบขีปนาวุธ REE ถูกนำมาใช้ในระบบนำวิถีและระบบขับเคลื่อน ช่วยให้สามารถกำหนดเป้าหมายได้อย่างแม่นยำและมีพิสัยการยิงไกล การใช้แม่เหล็กและวัสดุที่ผลิตจาก REE ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเรดาร์ ซึ่งมีส่วนช่วยในระบบเตือนภัยล่วงหน้าและการสื่อสารทางทหาร
REE กล่าวได้ว่าเป็นขุมทรัพย์แห่งอนาคต และแม้ว่า REE จะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีพลังงานสะอาด แต่การสกัดและแปรรูปอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ การทำเหมืองและการกลั่น REE อาจส่งผลให้เกิดมลพิษทางดินและทางน้ำ ทำลายถิ่นที่อยู่อาศัย และก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของชุมชนใกล้เคียงได้
ที่มา : Noah Chemicals
Advertisement
