Christian Jongeneel
Dertig jaar geleden bevatte een computerchip twaalf verschillende elementen; tegenwoordig zijn dat er vijftig.
Die toegenomen complexiteit heeft twee cruciale gevolgen: ten eerste kan schaarste van één enkel element de complete productie bedreigen en ten tweede maakt het recycling lastiger. Dit bleek tijdens een conferentie over grondstoffenschaarste in Delft, eerder deze week.
‘De gevolgen van materiaalschaarste laten zich nu al gelden’, waarschuwde Alex King, directeur van het Amerikaanse Cricital Materials Institute. ‘Een fabrikant van hard disks moest onlangs bijna de productie stilleggen bij gebrek aan neodymium magneten, en een turbinefabrikant heeft grote last gehad van een tekort aan rhenium. De introductie van twee keer zo efficiënte tl-buizen is in de VS met jaren uitgesteld omdat er niet genoeg europium en terbium is. Juist de toevoeging van die elementen zorgt voor de betere lichtopbrengst.’
De turbinefabrikant reageerde op het rheniumtekort door zijn ontwerpen nog eens goed tegen het licht te houden en de behoefte aan het zeldzame metaal (nodig voor de hittebestendigheid van de turbinebladen) te verminderen. Dat kwam echter pas toen het probleem acuut werd. De opdracht aan ontwerpers is om vooraf op potentiële tekorten in te spelen.
King kreeg bijval van Koichi Tsuchiya, directeur van het Research Centre for Strategic Materials bij het nationale materiaalkundige instituut van Japan. Het land dat zelf nauwelijks reserves bezit, maar wel een grondstofintensieve industrie, investeert op grote schaal in materiaalonderzoek. Tsuchiya: ‘Onderzoek naar de microstructuur van staalsoorten leert ons welke elementen voor welke eigenschappen zorgen. Als schaarste ontstaat, kunnen we daardoor sneller alternatieven ontwerpen.’
Naast slim ontwerpen kwam ook recycling van metalen uitgebreid aan bod tijdens de conferentie. Het is vaak goedkoper dan mijnbouw, maar wordt steeds moeilijker. ‘De samenstelling van schroot verandert zo snel dat een recyclingfabriek nooit optimaal kan werken’, analyseerde Friedrich-Wilhelm Wellmer van het Duitse Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. ‘Koperafval, bijvoorbeeld, bestond vroeger voor meer dan 90 % uit koper. Nu is het nog maar een kwart.’
