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Jul 17, 2023

Il settore minerario utilizza una tecnologia innovativa per trovare rame e altri metalli elettrici

I minatori si stanno rivolgendo all’apprendimento automatico, alla chimica all’avanguardia e ad altri mezzi innovativi per aumentare l’offerta di materiali critici come rame e grafite in un contesto di crescente domanda di risorse verdi.

I minatori si stanno rivolgendo all’apprendimento automatico, alla chimica all’avanguardia e ad altri mezzi innovativi per aumentare l’offerta di materiali critici come rame e grafite in un contesto di crescente domanda di tecnologie verdi.

Nel 2011, Nico Cuevas, un immigrato messicano residente in Arizona, si rese conto che Tesla avrebbe avuto bisogno di una fonte di grafite per gli anodi delle batterie per costruire veicoli elettrici negli Stati Uniti. Fortunatamente, è successo che la famiglia di un amico possedeva una miniera artigianale di grafite in Messico. Sfortunatamente ha estratto il tipo sbagliato di grafite.

Dodici anni dopo, Cuevas è amministratore delegato della startup Urbix, un innovativo produttore di grafite con sede a Mesa, in Arizona, che utilizza l'apprendimento automatico per capire come creare anodi di grafite uniformi adatti all'uso nelle batterie dei veicoli elettrici da una gamma di forme naturali e sintetiche di grafite.Ha già accettato di fornire grafite per le sue celle a SK On, produttore sudcoreano di batterie e chip.

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Urbix è una delle numerose startup americane che sviluppano metodi alternativi nella ricerca di nuove forniture di minerali critici, fornendo innovazioni cruciali man mano che la fornitura di questi materiali diventa sempre più scarsa.

I governi e le aziende sono alla ricerca di nuove fonti di minerali critici per soddisfare la crescente domanda di veicoli elettrici, batterie, energie rinnovabili e infrastrutture di elettrificazione. Nonostante la recente ondata di annunci di investimenti, gli analisti prevedono carenze nei prossimi anni. "Se tutti i progetti previsti venissero realizzati, e questo è un grande se, in futuro potrebbero coprire quasi i tre quarti del fabbisogno energetico", ha affermato Fatih Birol, direttore esecutivo dell'Agenzia internazionale per l'energia.

La Cina lavora e produce la maggior parte dei minerali critici del mondo, creando preoccupazioni che le tensioni geopolitiche possano interrompere la fornitura ai produttori americani. Le restrizioni all'esportazione cinesi di gallio e germanio a partire dal 1° agosto ne sono l'ultimo esempio. Il sostegno del governo ai progetti americani è stato tuttavia reso disponibile attraverso progetti di legge come l'Inflation Reduction Act dello scorso anno, per incoraggiare la produzione interna.

I minatori sono alla ricerca di nuovi giacimenti e investono in nuovi impianti di lavorazione, ma questi sforzi richiederanno anni se non decenni per avviare la produzione. Altri guardano all’innovazione, cercando modi più innovativi per aumentare i rendimenti e persino recuperare materiali dai rifiuti minerari esistenti.

L’apprendimento automatico si sta rivelando un modo per aumentare i rendimenti e ridurre le emissioni di carbonio derivanti dalla lavorazione dei minerali critici.

La grafite è una forma di carbonio presente in natura in cui la struttura degli atomi lo consente energia da trattenere e distribuire all'interno di una batteria, da qui il suo utilizzo come anodo nelle celle agli ioni di litio per batterie. “Un anodo immagazzina l’energia nella batteria come una spugna per i piatti. Lo spremete e l’energia scorre”, ha detto Cuevas.

L’industria dei veicoli elettrici utilizza più comunemente la forma in scaglie, ma Urbix ha testato oltre 50-60 fonti. "Come possiamo creare un meccanismo di modello di controllo predittivo di apprendimento automatico in modo che il processo possa adattarsi a feed specifici per creare lo stesso prodotto finale?" disse Cuevas. “Abbiamo creato una ricetta universale per fonti selezionate di grafite”.

Cuevas lo ha detto attraverso questo Gli scarti derivanti dalla tecnica basata sull'apprendimento automatico vengono ridotti in modo significativo, con l'80% di ciò che viene immesso come materia prima utilizzato nel prodotto finale. I rendimenti sono in genere intorno a un terzo utilizzando i metodi tradizionali.

Urbix ha ricevuto finanziamenti di serie C e ha un impianto pilota in funzione. Si sta inoltre costruendo un impianto dimostrativo commerciale. L’obiettivo è iniziare a produrre 28.000 tonnellate all’anno entro il 2026 e arrivare a 320.000 tonnellate a partire dal 2032, acquistando grafite dall’America Latina, dal Madagascar, dalla Tanzania e dal Nord Europa.

Un altro innovatore è Locus Fermentation Solutions, un’azienda chimica con sede a Solon, Ohio, che mira ad aumentare i rendimenti della produzione di rame utilizzando biotensioattivi provenienti da fonti naturali come il lievito. I biotensioattivi sono sostanze chimiche provenienti da microbi che rompono la tensione superficiale di un dato materiale. Sono comunemente usati nei cosmetici, nella sanità e nei pesticidi.