Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Współczesna technologia wymaga dużych ilości metali, które występują w przyrodzie w niewielkich ilościach. Ich cena i niska dostępność są hamulcem dla wielu gałęzi przemysłu. Z pomocą przychodzi metalurgia, opracowując nowe, unikatowe stopy.

Rzadkie, a konieczne w nowoczesnych technologiach metale to ponad trzydzieści pozycji (w tym tak zwane minerały ziem rzadkich). Należą do nich choćby platyna, lit, czy pallad. Pokłady tych pierwiastków nie dość, że ograniczone, to znajdują się zwykle w niewielu państwach, które mogą dyktować (i często to robią) ceny i warunki. Zależność od innych najbardziej dotkliwie odczuwają kraje pozbawione własnych bogactw naturalnych, a posiadające rozwinięty przemysł jak Japonia. Trudno się dziwić, że to właśnie Japończycy przodują w poszukiwaniu tańszych alternatyw, chcąc się uniezależnić zwłaszcza od Chin i Rosji - krajów, które mają największe złoża różnorodnych minerałów, a z którymi Japonia ma nie najlepsze stosunki.

Pierwiastkiem, którego brak bardzo doskwiera japońskiemu przemysłowi jest pallad - jeden z rzadkich metali białych, podobnie jak platyna. Jego złoża znajdują się jedynie w Rosji i RPA. A zastosowanie palladu jest bardzo szerokie: katalizatory spalin samochodowych, zaawansowana elektronika (komputery, telefonia), wyświetlacze, instrumenty dentystyczne, wreszcie ogniwa paliwowe.

Zespół profesora Hiroshiego Kitagawy z Kyoto University opracował zastępnik dla palladu - stop posiadający zbliżone do niego właściwości. Stop ten jest połączeniem rodu i srebra, metali, które normalnie się nie łączą, dlatego jego opracowanie musiało być majstersztykiem nanotechnologii. Osiągnięto go poprzez rozpylenie obu składowych metali i wymieszanie ich w środowisku gorącego alkoholu, co pozwoliło stworzyć mieszankę stabilną na poziomie atomowym. Taki „nanostop" jest wystarczająco dobrym zastępnikiem palladu, żeby dało się go wykorzystać w wielu zastosowaniach.

Prof. Kitagawa zamierza kontynuować poszukiwania stopów mogących zastąpić rzadkie metale, nie zdradza jednak, który jest jego następnym celem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bardzo ciekawa wiadomość ;)

 

Tym niemniej jestem trochę zdziwiony tym, że pallad zastąpiono rodem, który jest od niego średnio 10x aktywniejszy katalitycznie i jednocześnie sporo droższy.. No chyba, że stosunki Japonii z Rosją/Chinami (w artykule źródłowym jest wzmianka o Chinach) są na tyle niedobre, że w ogóle nie może ona liczyć na jakikolwiek pallad, a nie jest to tylko kwestia nabycia go po wysokiej cenie - niezależnie od marży ustanowionej dla Japończyków rod prawdopodobnie i tak wyjdzie drożej. No chyba, że we wspomnianym stopie rodu jest kilka procent, a pozostałą część stanowi srebro :P Wtedy to zmienia postać rzeczy :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

W źródle jest wzmianka tylko o Chinach bo piszą tam jedynie w kontekście palladu, ale z Rosją (kraj z wieloma złożami) Japonia też ma nieszczególne stosunki (konflikt terytorialny).

Nie znam cen pierwiastków, ale faktycznie kluczem mogą być proporcje składników stopu. Albo to, że rodu nie sprowadzają z Chin akurat. Albo po prostu ma to być alternatywa na wszelki wypadek (nagłego wzrostu cen/ograniczenia wydobycia – Chiny stosują takie zagrywki).

 

Ciekawie to brzmi zwłaszcza w kontekście newsa, który pokazuje się w powiązanych:

http://kopalniawiedzy.pl/superatom-alchemia-pallad-platyna-nikiel-spektrometria-fotoelektronowa-elektron-powloka-walencyjna-9350.html

Wynikałoby, że pallad można zastąpić również tlenkiem cyrkonu (II) – ciekawe jak z ceną. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pallad jest pozyskiwany ze starych rosyjskich kondensatorów. Co ciekawe występuje w elektronice która dotychczas była w najniższej kasie ze wgl na cenność zawartych tam materiałów bo priorytetem było złoto i srebro.

Za katalizator też można dostać parę stówek.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jeśli chodzi o tlenek cyrkonu, to podejrzewam że jest on znacznie tańszy od palladu. Jest on stosowany jako nośnik katalizatorów (robiłem pracę mgr z katalizy, a teraz robię doktorat, stąd pewna wiedza w temacie :P ), także zużywa się go znacznie więcej niż metali katalitycznych - najpewniej cena jest tutaj nie bez kozery. Fakt, że tlenek cyrkonu nie jest najtańszym nośnikiem (popularniejsze są np tlenek glinu oraz tlenek krzemu czyli po prostu piasek) tym niemniej na pewno jego cena jest niższa niż Platyny, Złota, Rodu czy Palladu ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Japonia już od lat 70tych intensywnie szuka tanich substytutów drogich metali i im to wychodzi.

 

Ot miedzionikle , żeliwo kłaczkowe , stal maraging , niekiellity , intermetaliki to tylko część z metalurgicznych wynalazków w których wynalezieniu Japońcy brali czynny udział.

 

Więc takie metalurgiczne eksperymenty nie powinny dziwić biorąc pod uwagę fakt że mają najlepszą metalurgię i nanotechnologię na świecie.

 

A co do Chin prawdziwa jatka dopiero się zacznie jak zaczną podbój światowych rynków ze swoimi procesorami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co za bzdura, to tak jakby napisać ze krowę mozna zastąpić kozą a kozę nanotechnologią owszem moze w produkcji mleka ale nie przy wydawaniu dźwięku ryczenia.

Inaczej Pallad jest do zastąpienia w niektórych zastosowaniach technicznych ale nie do zastąpienia sam w sobie jak sugeruje tytuł.

...albo tu:

A zastosowanie palladu jest bardzo szerokie: katalizatory spalin samochodowych, zaawansowana elektronika (komputery, telefonia), wyświetlacze, instrumenty dentystyczne, wreszcie ogniwa paliwowe.   

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki udoskonaleniu pospolitego barwnika stosowanego m.in. w farbach badaczom z University of Illinois udało się uzyskać doskonały katalizator umożliwiający niszczenie mikroorganizmów i wirusów dzięki energii światła widzialnego. Co ciekawe, innowacyjna powłoka zachowuje swoje dezynfekujące właściwości nawet po 24 godzinach przechowywania w ciemności.
      W ostatnich latach naukowcy proponowali kilka rodzajów powłok zdolnych do aktywnego niszczenia patogenów dzięki TiO2, czyli tlenkowi tytanu (IV). Po oświetleniu lampą ultrafioletową cząsteczki tego związku uwalniają należące do siebie elektrony, które wchodzą z kolei w interakcje z cząsteczkami wody. Efektem tej serii zdarzeń jest powstanie wolnych rodników, czyli niezwykle aktywnych utleniaczy, zdolnych m.in. do niszczenia bakterii, grzybów czy wirusów.
      Choć powierzchnie pokryte TiO2 są skuteczne, istotnym problemem pozostaje konieczność ich aktywacji poprzez użycie stosunkowo drogich i niebezpiecznych dla ludzi lamp UV. Zespół dr. Jiana Ku Shanga z University of Illinois rozwiązał jednak ten problem dzięki wzbogaceniu TiO2 poprzez wymieszanie go z azotem. Powstający w ten sposób środek jest w stanie pochłaniać energię światła widzialnego i wykorzystywać ją do uwolnienia elektronów.
      Udoskonalony materiał wciąż nie był jednak dla dr. Shanga wystarczająco praktyczny. W miejscach szczególnie narażonych, takich jak sale operacyjne, idealne byłyby bowiem powłoki działające w sposób ciągły, a nie tylko za dnia lub przy włączonych światłach. Znalazł się jednak sposób na osiągnięcie tego celu. Było nim dalsze wzbogacenie mieszanki poprzez dodanie palladu - jednego z metali szlachetnych. 
      Dodatkowy składnik mieszanki jest w stanie przechwycić część elektronów uwolnionych przez cząsteczki TiO2 i uwalniać je przez wiele godzin. Co prawda aktywność powłoki jest przez to nieco osłabiona (lecz nie na tyle, by przestała ona działać), lecz jej ochronne właściwości utrzymują się jeszcze przez 24 godziny od wyłączenia źródła światła. Oznacza to, że ważne powierzchnie, takie jak np. blaty na salach operacyjnych, mogłyby pozostawać wolne od patogenów nawet przez całą noc i nadawać się do użycia na następny dzień.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak uniknąć konsekwencji wyczerpania się złóż rzadkich pierwiastków? Najbardziej oczywistym rozwiązaniem wydaje się poszukiwanie substancji o podobnych właściwościach. Jak wynika z badań przeprowadzonych przez prof. A. Welforda Castlemana z Penn State University, zadanie to może być znacznie prostsze, niż się wydaje.
      Ponieważ wiele właściwości chemicznych pierwiastków zależy od konfiguracji tzw. powłoki walencyjnej, czyli zgrupowania elektronów najbardziej oddalonych od jądra atomu, badacz z amerykańskiej uczelni chciał sprawdzić, czy proste związki mogą posłużyć jako "elektronowe imitacje" metali. Powodzenie takiego eksperymentu oznaczałoby, że w niektórych zastosowaniach substancje te mogłyby z powodzeniem zastępować czyste metale, przynosząc w ten sposób niemałe oszczędności.
      W swoich badaniach prof. Castleman poszukiwał odpowiedników niklu, palladu (6. najdroższego pierwiastka świata w przeliczeniu na masę) oraz platyny (2. miejsce na tej samej liście). 
      Właściwości analizowanych metali oraz kandydatów do ich zastąpienia porównywano dzięki spektroskopii fotoelektronowej. Metoda ta polega na ocenie ilości energii potrzebnej do oderwania elektronów z powłok walencyjnych atomów znajdujących się w różnych stanach energetycznych. Porównywalne wyniki analiz dwóch pierwiastków bądź związków mogą być w związku z tym zapowiedzią ich podobnych właściwości chemicznych.
      Jak wykazano na podstawie przeprowadzonych analiz, atomy niklu wykazują w spektroskopii fotoelektronowej niemal identyczny obraz jak tlenek tytanu (II). Pallad przypomina z kolei cząsteczki tlenku cyrkonu (II), zaś platyna - molekuły węgliku wolframu. Związki "naśladujące" badane metale można więc zaliczyć do tzw. superatomów, czyli cząsteczek o właściwościach podobnych do znanych pierwiastków.
      Prawdopodobnie najważniejszym aspektem dokonanego odkrycia jest fakt, iż dane zebrane na podstawie badań zespołu prof. Castlemana układają się w logiczne i dające się przewidzieć serie. Oznacza to, że dla wielu drogich lub trudno dostępnych metali stosowanych np. jako elementy konstrukcyjne bądź katalizatory można znaleźć tanie i równie efektywne superatomowe zamienniki.
      Niewykluczone, że wdrożenie tej wiedzy do zastosowania w przemyśle może więc wywołać niemałe zamieszanie zarówno na giełdach surowcowych, jak i na rynkach produktów wytworzonych przy pomocy superatomów.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...