电子产品的未来可能取决于深海开采矿物质

如何让矿物电子制造业的关键的海底?很小心。

矿物质的供给关键电子生产这样的钴、镍、铜、锰、银、金、锌、锂不是无穷无尽的,年复一年的需求也在不断增加。

通过几种技术的结合,从遥控车辆新映射技术,有些是深入研究地壳底部的海洋我为这些珍贵的矿物质。

这里有一些方法我们派遣技术进入地球上环境最恶劣的地区之一,深,安静,孤独。

钟表的滴答声:矿物质的供给压力

有一些估计,目前这些矿物质的来源只会持续40到50年。

这些用品的压力是多方面的:

• 对锂电池的需求不断上升,特别是在电动汽车市场。
• 没有真正的全球矿业行业的重大投资,尽管增加对这些材料的需求。
• 电子产品回收通常是缺乏组织和效率低下。
• 缺乏全球政策,可以帮助协调矿产资源。

这是至关重要的,因为这些矿物质会抬高成本的短缺是目前市场上的供应,这将提高这些设备的价格他们可以存在。当电子开始花费更多,创新可以抑制,可以缓慢增长或采用新技术。像太阳能电池板、电池、电子线路,甚至可能成为昂贵。

目前已经提出的解决方案,但是一个interesting-both因为它提出了一些有争议的问题,因为它是技术上的挑战,来自于深海采矿的床。

有证据表明,沿着海底可能有存款的矿物质,可以帮助燃料要求额外的40年(然后在80年,希望我们会有更好的解决方案)。然而,它依然不是一个简单的风险应对。

在哪里可以找到珍贵的矿物质?

矿物质主要追求电子产品生产,主要是发现在世界各地的三种形式的海洋:多金属硫化物,cobalt-rich面包皮和多金属结核。

从上:多金属结核、colbat-rich面包皮和硫化物。图片由前沿。

Cobalt-rich外壳之间发现海平面以下500 - 1000米在地球上几乎每一个海洋。然而,外壳在中央太平洋为可开采的资源提供最好的承诺。这些面包皮富含锰和铁,特别是一些微量的铜、铂、镍和钴。然而,我的外壳,他们必须从岩石基质中删除。

发现多金属硫化物主要活跃或休眠的热液喷口周围的外壳的地球构造板块的深度约1000 - 4000米低于海平面。水在这些领域可以高达400 c,和酸性pH值在2和3之间。人们认为这些硫化物富含铜、金、银、锌在数量和品质,使他们适合矿业。

多金属结核,最深的是发现分散在可深达6000米的深海平原上低于海平面。顾名思义,这些结节是“块”的矿物质,经过数百万年的形式,是由锰、铜、钴、和其他重要的矿物质。

图像使用的前沿。

一个典型海底采矿工作将涉及车辆开挖,表面的删除/运输,然后存储/处理水平。此外,将会有车辆用于探索和准备。

技术挑战的海底环境

很明显,每一个提出访问海底矿物质的来源提出了挑战。水下开采需要一些技术已经存在,但是新的探险还需要那些仍然需要被开发。看着最常见的存款在哪里发现的,很清楚的是,深海采矿将极具挑战性,人类几乎不可能,自己。

可能交叉的技术将机器人、地图、导航、和机电设备,可以维持深度、高压力、高酸度。

海底的映射

近似,只有5%的总海底被映射。考虑地球上70%被水所覆盖,这意味着超过一半的地球是地图上未标明的。

施密特海洋研究所用他们所谓的R / V菲克多波束声纳系统创建省高分辨率水深地图(海底的“地形”)。的EM302(30千赫)多波束声纳系统用于深水映射,能够成像8000米深处。少于2000米的浅水区,EM710(70 - 100千赫)多波束回声测深仪是选择的工具。

这两个系统扩展映射范围和速度。映射通常发生在9英里,声纳系统安装在一个平底,防止泡沫干扰声纳探测。从船舶速度、水温、盐度时需要考虑处理声纳数据。

图片由施密特海洋研究所。

海底映射是足够大的协议来保证自己的壳牌海洋发现XPrize。从2015年到2019年5月,来自世界各地的球队争夺700万美元的奖的钱包在发展高分辨率、快速、自治海底测绘技术。

之间的映射和勘探经常第一个必要步骤之前实际海矿业可能发生。

自主探索

映射后,感兴趣的领域需要进一步识别和调查。这是遥控车(ROV)和相关技术。

通常为探矿机械主机一套传感器和操纵者。视觉和声纳传感器为运营商提供反馈,通常上拴在船或土地。化学传感器可以显示水的pH值的变化,可以帮助定位热液喷口。演习和操纵者允许运营商检查矿藏和识别感兴趣的领域。根据目标,他们可能是专门为高压或高温环境。

鹦鹉螺矿物质,水下开采公司计划使用几个不同的机械:的勘查和检查潜在的网站,更多的重型机械抽样或现场准备,然后更大更重的责任的全面采矿作业。

图片由AUVAC。

勘探和检验,深渊AUV制造和设计的大学可以维持6000米深的海底,海底,可以携带有效载荷设备映射,磁/重力测量,电导率/温度/化学成分测量,以及摄影。它使用2 x 29 v 5.6千瓦时的锂离子电池,能够操作长达24小时。

在中国,RainbowFish ROV自2015年以来一直处于开发阶段,预计能达到11000米深的海底。RainbowFish计划背后的公司租用的车队,中国政府已经采取了一个兴趣深海资源利用率。

器像RainbowFish设计注重可操作性,实时通信功能,盘旋盘旋时和样本收集。同样类似的车辆由设计师,“蛟龙号”设计承受压力的70.7 mPa,使用铝和最小厚度为88.7毫米。 器配有高分辨率映射声纳、定位和成像声纳、避碰声纳、和声学多普勒速度表。

谁拥有海底?(又名监管环境)

海底开采和开发监管框架,以确保在一个负责任的和可持续的方式并不容易。允许我海底是由国际海底管理局授予的,总部设在牙买加。必须采取一些法律方面的考虑,包括环境影响和国际法。

海底采矿有可能对生态系统造成严重的伤害。几个因素在起作用的关于海洋生物和生物多样性:

• 多金属结核通常主机海海绵、章鱼
• 海山是生物多样性
• 热液喷口有独特的生物群落
• 水下开采可以提高水的温度发生在
• 总是有风险的副产品和废物的管理不善
• 海洋噪声的增加对鲸鱼数量已经有明显的影响

总的来说,对一般存在担忧,海洋环境的脆弱性,已经面临着许多挑战。

把这些问题与领土和国际法,你有一个混乱的事情。海洋国家以外的海域被认为是“人类文化遗产”,就像太空采矿、权利和所有权存款可以得到模糊的和必须的方式管理在全球范围内达成一致。

然而,尽管存在这些挑战,联合国认为水下矿产资源是必不可少的“可持续发展目标”全球的经济和社会效益。在某种程度上,这是因为这些金属的技术是必要的,可以帮助我们解决其他全球性问题如获得干净的水和可再生能源。

从本质上说,这些储备的矿物质的发展至关重要的技术在未来可能使他们过时了。

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深海采矿并不是一个新概念,也不可能对许多领域之外的大型矿业公司。然而,它是一个非常复杂的任务,将受益于新的传感器技术,更加固的组件和大量涌入的自主和遥控车。

如果你有经验在矿山的应用程序中,矿物电子产品的关键工作,或创建设备对于深海环境,请在下面的评论中分享你的故事。