Hoewel het in verschillende opzichten misschien wel rare metalen zijn, is de juiste vertaling van “rare earth metals” zeldzame aardmetalen.

@magnetit dank, klinkt logisch

Hmm, wist niet eens dat China zo'n grote producent was. Maar het pas wel in het beleid van China om haar eigen voorraden veilig te stellen. Dat wordt sappelen voor ons. En vooral duur. Er is feitelijk geen tekort aan zeldzame aard metalen, ook als China het niet meer exporteert, het wordt wel een stuk duurder. Is trouwens ook een zegen omdat in de dure mijnbouw een hoop banen voor de VS en Australie zit aan te komen. Dus dat is voor hen dan weer een voordeel.
Nu maar hopen dat we supergeleiding zonder die vreemde metalen kunnen krijgen. Well, zoals wel vaker, als we moeten worden we inventief…

Ik zou het ook doen als ik China was… Je krijgt er anders toch maar waardeloze dollars voor waar je er toch al veel te veel van hebt.

Op zich hebben ze gelijk, zuinig zijn op je eigen voorraden.

Hadden wij ook een voorbeeld aan kunnen nemen met ons mooie Slochteren veld. Maar nee, we moesten zo snel mogelijk van het gas af want er was een 'onuitputtelijke voorraad'.

Levert veel geld op, maar als ons gas op is heb je daar niks meer aan.

Zo krijgen we straks echt resource wars…

Ik heb de verschillende materialen in de Wikipedia bekeken, maar ik ben niet onder de indruk. Geen van de materialen zijn echt noodzakelijk. Ja, het zal lastig zijn, maar als er iets is, dan is er geen reden om naar alternatieven te zoeken. Als er schaarste komt, dan opeens wel.

Problematischer zijn Cobalt of Indium (gebruikt voor platte schermen en thin-film zonnepanelen). Maar ook daar. Als we over gaan op OLED's, dan is Indium niet meer nodig voor platte schermen.

Lucas

Wat dacht je van tantaal? Ook een zeldzaam metaal wat gebruikt wordt voor het maken van tantaalcondensatoren, deze worden in bijna alle moderne electronica (telefoons, laptops etc.) gebruikt.

Hiervoor kunnen ook wel andere metalen gebruikt worden, maar het is juist tantaal wat het mogelijk maakt dat onze moderne electronica zo compact kan zijn.

Ja, en wat is het alternatief? Dat de telefoon 10 gram zwaarder wordt? Nou, goh, goh, dat is nog niet het peak-oil doemscenario en de ondergang van de beschaving.

Laat me een verhaaltje vertellen van me eigen werk. Ik werk bij ASML en daar maken we apparaten met hele dure lenzen. Voor een nieuwe type machine werd een heel puur soort quartz gebruikt. De totale hoeveelheid die op aarde van dat soort quartz gewonnen kon worden, was genoeg voor iets van 25 machines. En we wilden daar wel meer van verkopen.

Een jaar later vroeg ik nog eens aan de engineer die daar meer over wist, hoe het nu met die lenzen ging. Dat probleem was opgelost, want Zeiss (die de lenzen levert) had een procedé gevonden om het materiaal kunstmatig te maken.

Ik ben dus niet bang dat we door een tekort aan een materiaal opeens veel problemen krijgen. De technische keuzes komen dan gewoon wat anders te liggen.

Lucas

@LLruijsw

>Ik heb de verschillende materialen in de Wikipedia bekeken, maar ik ben niet onder de indruk. Geen van de materialen zijn echt noodzakelijk.<

Dat hangt ervanaf of je de honderden industriele processen zoals de productie van FeSiMg mogelijk dankzij deze groep zeldzame metalen als noodzakelijk beschouwd voor onze samenleving of niet. Een deel van die processen zullen door substitutie met minder zeldzame materialen plaats kunnen vinden, een ander deel waarschijnlijk niet. Ik denk dat er op dit moment onvoldoende kennis bestaat om dit in te kunnen schatten. Het lijkt me zeer verstandig dat ditop korte termijn nader wordt uitgezocht.

>Laat me een verhaaltje vertellen van me eigen werk. Ik werk bij ASML en daar maken we apparaten met hele dure lenzen. Voor een nieuwe type machine werd een heel puur soort quartz gebruikt.<

Quartz is geen element en deze vergelijking klopt daardoor niet. We hebben het over elementen die kun je niet kunstmatig vervaardigen.

>Ik ben dus niet bang dat we door een tekort aan een materiaal opeens veel problemen krijgen. De technische keuzes komen dan gewoon wat anders te liggen.<

Hoe komt het dat je ondanks gebrekkige kennis (die we allemaal hebben op dit onderwerp) denkt dat je met zo'n hoge mate van zekerheid conclusies kan trekken?

@ Rembrandt,

Toch is de opmerking van LL niet zo gek. Natuurlijk kan een element zelf voor praktische toepassing niet worden nagemaakt, maar de functie ervan in een toepassing kan meestal/altijd door gebruik van andere elementen in andere combinaties en moleculen worden vervangen. Dat is het mooie van de fysica en chemie !

@Chemicus

Ik ben het met je eens dat substitutie in veel gevallen mogelijk is, maar ik betwijfel of de kennis er is om te bepalen in hoeverre dit soelaas biedt. Het substituut is meestal slechter dan het origineel omdat materialen gekozen worden op een combinatie van kwaliteiten. Tevens hebben we het in dit geval niet over schaarste van 1 element, maar over schaarste van 17 elementen met soortgelijke eigenschappen wat de situatie een stuk gecompliceerder maakt. Het idee dat een groep elementen met specifieke eigenschappen gemakkelijk gesubstitueerd kan worden door elementen die die eigenschappen niet hebben, op het vlak van duizenden toepassingen is idealistisch/gelovig.

@Rembrandt

Chemicus nam mij de woorden uit de mond. Je hebt alleen een probleem als er een eigenschap van zo'n element is, die onlosmakelijk verbonden is aan dat element.

En ja, een substituut kan slechter zijn, maar dat hoeft niet. Het probleem is, dat alternatieven gewoon vaak niet onderzocht zijn, omdat er reden voor was.

Om aan te tonen dat je een probleem heb, krijg je een heel moeilijk onderzoek. Je krijgt de volgend moeilijke stappen:
a. Eigenschappen vn de materialen vinden, die een belangrijke rol spelen.
b. Aantonen, dat deze niet te vervangen zijn door andere elementen.
c. Dat de processen, waar dit gebruikt wordt, niet te vervangen zijn door andere processen.
d. Dat dit essentieel is voor onze samenleving.
e. Dat het gebruik ook substantieel is. Als maar 10% substantieel is, dan kunnen we ons eerst ontdoen van die andere 90%.

Alleen al vraag b, is enkel te beantwoorden als het om fundamentele eigenschappen gaat.

Voor c, kun je bijvoorbeeld ook denken aan harddisks. Als we vanwege grondstoffen schaarste ging harddisks kunnen maken, dan is de huidige techniek ver genoeg dat we deze volledige kunnen vervangen door chips.

Om terug te komen op het quartz verhaaltje, vanuit mijn werk heb ik geleerd dat als je
onderzoek doet, er gewoon heel veel mogelijk is en ik me geen situatie weet waar je afhankelijk bent van 1 specifiek iets.

Behalve als het om fundamentele dingen gaat, zoals energie. Je kunt energie niet ergens vandaan toveren. Als we dan terug gaan naar vraag b, zie ik qua fundamentele eigenschappen eerder een probleem in Helium en Fosfor. Fosfor is noodzakelijk voor elk leven en is niet te vervangen. De eigenschappen van Helium, voor koelen, zijn fundamenteel niet te vervangen door een ander element. En kunnen Helium ook niet uit de lucht halen.

Verder zou je historisch kunnen kijken. Is een beschaving weleens ten onder gegaan, door iets anders dan voedsel of energie (bijvoorbeeld in de vorm van hout)? En het is ook niet nieuw in de industrie. De industrie heeft zich vaak van bepaalde materialen moeten ontdoen, vanwege milieu maatregelen. Denk dan bijvoorbeeld aan CFK's of asbest.

Die zeldzame materialen is dus niet iets waar ik wakker van lig. Er zijn wel andere dingen. Zo ben ik van mening, dat in een toekomst met minder fossiele brandstoffen we toch echt afhankelijk zijn van batterijtechnieken die beter zijn, dan die we nu hebben. Tegelijkertijd, zie ik daar genoeg vooruitgang in.

Overigens ben ik wel voorstander van om te onderzoeken of materialen uit elektronica gerecycled kunnen worden. Ik denk namelijk wel dat die materialen in de toekomst een stuk duurder worden.

Lucas

@Lkruijsw

“En ja, een substituut kan slechter zijn, maar dat hoeft niet. Het probleem is, dat alternatieven gewoon vaak niet onderzocht zijn, omdat er reden voor was.”

Dit is geen algemeen geldende regel. Neem bijvoorbeeld katalysatoren, het hoofdprincipe is hier vaak trial and error in laboratoria. Voordat de juiste katalysator gevonden is worden er vaak vele duizenden getest. Specifieke elementen worden vaak gebruikt vanwege hun eigenschappen, andere elementen gebruiken betekent over het algemeen dat de kwaliteit minder wordt (ja er zijn uitzonderingen maar dat is niet de regel).

Wat ik mis in je verhaal is dat je geen onderscheid maakt tussen de eigenschappen van verschillende groepen elementen, en daarmee een hoop Natuurkundige wetten negeerd. De periodieke tabel der elementen is ingedeeld op o.a. de atoomnummers, atoommassa, elektronenconfiguratie die weer bepalend zijn voor eigenschappen. Voor de lathaniden zijn dat:

* Silvery-white metals that tarnish when exposed to air, forming their oxides.
* Relatively soft metals. Hardness increases somewhat with higher atomic number.
* Moving from left to right across the period (increasing atomic number), the radius of each lanthanide 3+ ion steadily decreases. This is referred to as 'lanthanide contraction'.
* High melting points and boiling points.
* Very reactive.
* React with water to liberate hydrogen (H2), slowly in cold/quickly upon heating. Lanthanides commonly bind to water.
* React with H+ (dilute acid) to release H2 (rapidly at room temperature).
* React in an exothermic reaction with H2.
* Burn easily in air.
* They are strong reducing agents.
* Their compounds are generally ionic.
* At elevated temperatures, many rare earths ignite and burn vigorously.
* Most rare earth compounds are strongly paramagnetic.
* Many rare earth compounds fluoresce strongly under ultraviolet light.
* Lanthanide ions tend to be pale colors, resulting from weak, narrow, forbidden f x f optical transitions.
* The magnetic moments of the lanthanide and iron ions oppose each other.
* The lanthanides react readily with most nonmetals and form binaries on heating with most nonmetals.
* The coordination numbers of lanthanides are high (greater than 6; usually 8 or 9 or as high as 12).

Deze combinatie van eigenschappen zijn specifiek voor de lathaniden, en deze combinatie zul je niet in andere elementgroepen terugvinden.

>Verder zou je historisch kunnen kijken. Is een beschaving weleens ten onder gegaan, door iets anders dan voedsel of energie (bijvoorbeeld in de vorm van hout)?<

Dit is wederom een irrelevante vergelijking omdat we het hier hebben over een unieke nog niet voorgekomen situatie. Deze materialen zijn niet eerder dan voor de industriele revolutie zodanig op schaal gebruikt.

> En het is ook niet nieuw in de industrie. De industrie heeft zich vaak van bepaalde materialen moeten ontdoen, vanwege milieu maatregelen. Denk dan bijvoorbeeld aan CFK's of asbest.<

Wederom heb je het niet over elementen wat de vergelijking irrelevant maakt. Van schaarste aan elementen is er maar een voorbeeld.

>Die zeldzame materialen is dus niet iets waar ik wakker van lig.<

Het gaat er niet om of je er wakker van ligt, maar of we voldoende kennis hebben om te bepalen of het een probleem wordt of niet. Naar mijn insteek is dat niet het geval en zou het uitermate nuttig zijn om deze kennis op te doen. Ook om de juiste technologiekeuzes te maken. Het substitueren van materialen komt itt de achterliggende gedachte die je lijkt te poneren niet zomaar uit de lucht vallen daar is wel degelijk kennisontwikkeling (en daarmee investeringen) voor nodig op een R&D schaal die niet door de markt kan worden gegenereerd omdat deze op te korte termijn kennisontwikkeling heeft (teveel toegepast te weinig fundamenteel).

Update van berichtgeving in de context van batterijtechnologie:

As hybrid cars gobble rare metals, shortage looms

http://www.reuters.com/article/ousiv/idUSTRE57U...

LOS ANGELES (Reuters) – The Prius hybrid automobile is popular for its fuel efficiency, but its electric motor and battery guzzle rare earth metals, a little-known class of elements found in a wide range of gadgets and consumer goods.

That makes Toyota's market-leading gasoline-electric hybrid car and other similar vehicles vulnerable to a supply crunch predicted by experts as China, the world's dominant rare earths producer, limits exports while global demand swells.

Een niet te onderschatten gevaar is dat er speculatie kan ontstaan met die zeldzame metalen. Ik zou nu wel aandelen kopen van die te heropenen mijnen, maar wie er enkele scheepsladingen van dat spul kan opkopen, die wordt pas echt steenrijk.
Water wordt schaars, maar alleen arme bevolkingen hebben last van die schaarste. Bij die REM zijn het net de industrieën die momenteel fortuinen gaan verdienen die er last van krijgen en misschien een centje meer willen betalen voor hun grondstoffen.

Rembrandt, je hebt in grote lijnen wel een goed beeld, ik wil vooral waarschuwen voor te absolute interpretatie. Neem het voorbeeld van koperdraad, dat voor veel toepassingen is vervangen door glasvezel. En inderdaad, zoals Lucas ook schrijft, er wordt van veel stoffen maar heel weinig gerecycled omdat de schaarste pas kort geleden is 'ontdekt'. Natuurlijk is het voor bedrijven prettig wanneer niet hoeft te worden gezocht naar alternatieven (van recycling tot substitutie en efficientie verbetering), maar gratis lunches worden in vrije markten nu eenmaal niet vertstrekt.

@Chemicus,

Dank voor de waarschuwing, ik denk dat het lastig is om in te schatten wat de balans is tussen 1) recycling/absolute substitutie van elementen dankzij combinatie van andere elementen en 2) onvervangbaarheid voor sommige toepassingen. Mijn visie slaat daarin 'pessimister' uit, maar dat vind ik niet zo relevant. Wat ik relevant vind is hoe we meer grip kunnen krijgen op deze materie en ervoor te zorgen dat de benodigde substitutie waar mogelijk beter op gang komt. Daarvoor probeer ik een bijdrage te leveren aan op de agenda zetten van dit onderwerp via TNO die hier samen met andere organisaties de kar aan het trekken zijn.

Wat is jouw betrokkenheid bij het onderwerp?

Rembrandt,

Natuurlijk is dat lastig in te schatten. Zelfs onmogelijk, want uitvindingen zijn niet te voorspellen, de penetratiesnelheid ervan nog minder. Ik ben betrokken als adviseur van bedrijven en overheden. Hoofdboodschap: laat duurzame innovatie niet alleen aan marktkrachten over, want die reageren te langzaam om grote tekorten te voorkomen. Pas waar mogelijk het voorzorgbeginsel toe door eerst goed te luisteren naar serieuze doembrengers – zoals de Club van Rome en ASPO. En nu naar ASPE, de Association for the Study of Peak Everything.

en ik lees net op [http://www.mineweb.co.za/mineweb/view/mineweb/en/page33?oid=88452&sn=Detail] dat de chinese centrale overheid goud- en zilveraankopen (fysiek) gaat stimiluren bij de chinese burger.

mocht dat echt los lopen dan zullen deze metalen iig duurder.schaarser gaan worden.

Siem
Misschien is dat wel bedoeld om de dollar aan een zachte landing te helpen.
En de Chinese vrouw er wat leuker uit te laten zien.

Zuinig omspringen met rare metalen! Nou inderdaad Rembrandt. Maar wat we niet moeten vergeten inzake China is dat ze daar ondanks alles een zeer rationele, zeer lange-termijn denkende en daadkrachtige overheid hebben. Precies het tegenovergestelde van wat we hier in Nederland hebben dus. Het Chinese mirakel van de afgelopen decenia is het gevolg van het inzicht dat dat goed bestuur van een land valt of staat bij het verstandig doceren van Friedmanitisch vrije markt denken enerzijds afgewisseld met keihard protectionisme anderzijds. Dat laatste is bij ons een vies woord geworden (en door de lobbies van de elite zelfs bij wet verboden!) maar het is een probaat middel om economien door de maelstromen van de globalisering heen te loodsen. Ik wed dat geen econoom in Nederland daar ook maar iets van begrijpt. Jammer, maar nu gaan we met zijn allen een oosterse les leren! Wee ons, maar we hebben het dubbel en dwars verdiend. Het is nu de beurt aan de aziaten om een stukje van de wereld op te eten.

Rare Earth Elements, zijn misschien wel raar, maar zeker niet zeldzaam. Is het niet beter ze bij hun wetenschappelijke naam te noemen: lantaniden, scanium en yttrium? Dan weten we waar we het over hebben.

ros

U bedoelt waarschijnlijk dat de zeldzame(rare) aardmetalen maar in kleine hoeveelheden worden gebruikt – verbruikt, zodat de voorraden groot genoeg zijn?