Исследование сырьевой дилеммы: Высокотехнологичные металлы германий и галлий из морских глубин?

Германий и галлий — два металла, имеющих большое значение для современных высоких технологий. Исследовательская группа под руководством профессора геохимии из Университета Джейкобса в Бремене Михаэля Бау изучила распределение этих элементов в железо-марганцевых корках глубоководных районов океана, используя новые аналитические методы. Результаты опубликованы в журнале Chemical Geology.

Эти металлы критически важны для полупроводниковой промышленности, волоконно-оптических кабелей и фотовольтаики, играя ключевую роль в развитии электромобильности и энергетического перехода. В 2020 году на Китай приходилось 66% мирового производства германия и 97% галлия. Из-за этой зависимости и связанных рисков для поставок сырья США и Европейский союз включили оба металла в списки критически важного сырья. Поиск месторождений ведётся по всему миру, особенно с учётом прогнозируемого резкого роста спроса.

Одним из потенциальных источников для обеспечения глобальных поставок критического сырья может стать добыча полезных ископаемых на морском дне, хотя она и вызывает споры из-за неясных последствий для окружающей среды. Исследовательская группа CritMET Университета Джейкобса изучает как возможные источники сырья, так и поведение в окружающей среде критических металлов, включая редкоземельные элементы, германий и галлий.

Исследованные железо-марганцевые корки формируются на дне глубоководных районов очень медленно, аккумулируя различные металлы, растворённые в морской воде. С помощью новых методов группе удалось достоверно определить концентрации галлия и германия в таких корках. Эти данные важны для фундаментальных геохимических исследований, так как помогают лучше понять перенос металлов с континентов в океаны.

Однако для прикладных исследований результаты оказались разочаровывающими: содержание галлия и германия слишком низко, чтобы рассматривать корки как источник сырья для этих металлов в обозримом будущем. Положительная сторона работы заключается в том, что исследователи показали, насколько эффективно галлий и германий связываются с оксидами железа, что позволяет эффективно удалять их из воды и окружающей среды. Поскольку использование критических металлов в промышленности резко растёт, а вместе с ним и их попадание в реки, озёра и грунтовые воды, такие процессы очистки становятся crucial. Применение оксидов железа может стать довольно простым и недорогим решением для германия и галлия.