Quando pensi alla tecnologia verde, cosa ti viene in mente? Probabilmente pannelli solari, turbine eoliche e veicoli elettrici. L’ultima cosa che potresti aspettarti è il mining, ma per alcuni sta rapidamente diventando una delle questioni più rilevanti per il settore.
L’estrazione di minerali critici ha rapidamente preso il controllo della geopolitica. Ciò ha portato Trump a riconsiderare le sue tariffe (e a chiedere diritti alla Groenlandia) e diventerà sempre più importante man mano che ci avviciniamo allo zero netto. Allora perché i paesi si preoccupano dei minerali critici e in che modo la ricerca di Cambridge riflette il crescente interesse in questo campo? Per scoprirlo, ho discusso l’argomento con importanti accademici dei dipartimenti di Scienze della Terra e di Scienza dei Materiali.
“La definizione di minerale critico dipende in realtà dalla tua posizione e dalla fornitura a tua disposizione”, afferma la dott.ssa Erin Martin-Jones, coordinatrice delle comunicazioni presso il Dipartimento di Scienze della Terra. In generale, rame, litio, cobalto e terre rare sono considerati i soliti sospetti e sono difficili da ottenere per la maggior parte dei paesi.
“Con la domanda di minerali critici intrecciata con il futuro della tecnologia verde, è fondamentale ottenere le nostre risorse in modo responsabile”
Il rame è necessario per fili e componenti elettrici, il litio e il cobalto per le batterie e gli elementi delle terre rare per i magneti. I magneti vengono poi utilizzati nei motori dei generatori elettrici, ad esempio quelli delle turbine eoliche e dei veicoli elettrici.
Poiché la domanda di minerali critici è intrecciata con il futuro della tecnologia verde, è fondamentale che essi siano ottenuti in modo responsabile. Le tensioni geopolitiche, la corruzione e lo sfruttamento minacciano la sicurezza delle forniture tanto necessarie.
“Le scienze della Terra sono spesso percepite semplicemente come lo studio delle rocce e dei fossili, ma sono un argomento molto importante. Ogni volta che avrai bisogno di risorse naturali, avrai bisogno delle scienze della Terra”, spiega Erin. “La ricerca nel Dipartimento mira a comprendere le condizioni geologiche della formazione dei minerali delle terre rare; (cose come) come la pressione e la temperatura del magma influenzano la loro formazione.”
Anche se sembra che questo argomento una volta sia stato messo nel dimenticatoio, un seme sta germogliando nel dipartimento. Recentemente, il dipartimento si è ristrutturato per avere una nuova area di ricerca sui “minerali critici” e ha sviluppato corsi di lezioni universitarie sul tema delle terre rare.
“Le scienze della Terra come disciplina hanno una carenza di nuovi ricercatori in questo campo. Ecco perché stiamo coltivando nuovi talenti e facendoli entusiasmare”, mi dice la dottoressa Carrie Soderman, una postdoc che modella il processo di arricchimento degli elementi delle terre rare nelle antiche camere magmatiche.
Carrie e i suoi colleghi hanno recentemente visitato il sud della Groenlandia per studiare le rocce che stanno dando forma alla ricerca sui minerali fondamentali. “Ci concentriamo sulla scienza che sta dietro alle rocce ignee alcaline molto specifiche.” Queste rocce sono alcune delle fonti più ricche di elementi delle terre rare, ed è uno dei motivi per cui Trump sta ravvivando l’interesse degli Stati Uniti per la Groenlandia.
“Storicamente, tre miniere in Groenlandia hanno causato l’inquinamento dei corsi d’acqua, danneggiando permanentemente l’ecologia dell’area circostante”
“Modellando il comportamento di questi sistemi, speriamo di identificare come si formano queste rocce uniche e perché sono così ricche di minerali fondamentali”. dice Carrie. La ricerca potrebbe quindi essere utilizzata per prevedere la posizione di siti minerari critici, sebbene la comprensione sia ancora l’obiettivo principale.
Tuttavia, i groenlandesi e vari sindacati hanno bloccato molte operazioni minerarie per ragioni ambientali. Storicamente, tre miniere esistenti in Groenlandia hanno causato l’inquinamento dei corsi d’acqua, danneggiando permanentemente l’ecologia dell’area circostante. C’è anche una grande quantità di infrastrutture che sarebbero necessarie per il trasporto e l’estrazione dei minerali. Quindi, le parole audaci di Trump sull’annessione della Groenlandia probabilmente significano impazienza e desiderio di aggirare qualsiasi preoccupazione controllando l’area a titolo definitivo.
C’è una buona ragione per cui gli Stati Uniti si affrettano: la Cina ha dominato la produzione di minerali delle terre rare, essendo responsabile del 90% della lavorazione globale, e ha utilizzato il proprio controllo del mercato come merce di scambio nella guerra dei dazi. Se gli Stati Uniti vogliono ridurre la loro dipendenza dalla Cina, allora ha molto senso cercare di controllare le risorse naturali della Groenlandia.
Una domanda a cui resta ancora da rispondere è se la tecnologia possa essere realizzata con materiali alternativi non critici. La scelta dei materiali delle batterie fornisce un esempio che mostra quanto sia complicata la situazione. Per discuterne, ho parlato con il dottor Zhuangnan Li nel mio dipartimento di origine: Scienza dei materiali e metallurgia.
Alla fine del XX secolo, molte batterie per auto utilizzavano elementi di terre rare. Tuttavia, la tecnologia è stata presto sostituita dalle batterie agli ioni di litio, che non richiedono terre rare.
“Solleva la brutta e scomoda questione se la tecnologia che utilizziamo, e la necessità per la transizione energetica, sia la causa della sofferenza per gli altri meno privilegiati”
“Quelle prime batterie erano robuste e tolleranti al sovraccarico”, ha spiegato Zhuangnan. “Ma il passaggio alle batterie agli ioni di litio è stato in gran parte guidato dalla loro densità energetica superiore, dal peso inferiore e dalla riduzione dei costi di produzione: sono state le prestazioni e l’economia a svolgere il ruolo principale”.
La soluzione sembra semplice: segui ciò che è economicamente redditizio e non lavorerai più con le terre rare. Sfortunatamente, le batterie agli ioni di litio si basano su catalizzatori di cobalto – un altro minerale fondamentale – e la maggior parte proviene dal Congo.
Nella Repubblica Democratica del Congo esiste un grave problema legato all’estrazione artigianale del cobalto. Oltre un centinaio di gruppi armati stanno combattendo per il territorio nel Congo orientale, a causa della mancanza di autorità statali. Il vuoto di potere e la competizione per il controllo del cobalto e di altri minerali hanno consentito la proliferazione di questi gruppi. Questi gruppi hanno sistematicamente attaccato e sfollato la popolazione congolese, utilizzando stupri, saccheggi ed esecuzioni a scopo intimidatorio. La Corte penale internazionale indaga sui crimini di guerra commessi nella zona dal 2004. Recentemente, il governo della RDC ha utilizzato il termine “genocosto” per descrivere la situazione.
Quindi, si solleva la brutta e scomoda questione se la tecnologia che utilizziamo, e quella necessaria per la transizione energetica, sia la causa della sofferenza per gli altri. Per Zhuangnan, la situazione in Congo è un invito all’azione.
Mi dice: “Hai ragione nel notare l’importanza del Congo. Questo problema è diventato un importante punto di attenzione per la ricerca e l’industria. È uno dei motivi per cui il nostro gruppo sta ricercando alternative prive di cobalto attraverso le batterie al litio-zolfo”.
Lo zolfo è abbondante, poco costoso e disponibile a livello globale, il che lo rende favorevole sia dal punto di vista ambientale che etico. Le batterie al litio-zolfo sono ancora relativamente instabili e produrle su larga scala è difficile, ma Zhuangnan spera che il cambiamento arrivi. “Dobbiamo muoverci verso soluzioni di stoccaggio dell’energia più sostenibili e socialmente responsabili il più presto possibile, ma è importante ricordare che gli sviluppi sono spesso un processo continuo, non solo una soluzione in un’unica fase”.
Pertanto, i ricercatori affrontano costantemente i problemi di oggi: scienziati della Terra a livello delle risorse, scienziati dei materiali a livello dei materiali e ingegneri per il prodotto finale. I contributi in ciascun settore saranno fondamentali per la nostra transizione verso un mondo giusto e più sostenibile e il ruolo della scienza non è mai stato così importante. Per Cambridge, lo spostamento dell’attenzione sull’importanza dei minerali critici è un segnale positivo della nostra volontà di affrontare la transizione verde nella sua interezza.
È fondamentale non perdere di vista le popolazioni indigene che lottano per preservare le loro terre dallo sfruttamento minerario, siano essi bambini congolesi o sudanesi, agricoltori del Chattisghari o nativi americani (e innumerevoli altri esempi di cui non sono a conoscenza), e includere tutti nella transizione verso un futuro più verde.
