Cosa sono i metalli delle terre rare e come si usano

Cosa sono i metalli delle terre rare e come si usano

Le terre rare, chiamate anche metalli delle terre rare (REE), sono un gruppo di 17 elementi chimici: che comprendono scandio, ittrio e i 15 elementi del gruppo dei lantanidi nella tavola periodica.

Nonostante il nome, non sono poi così rare: la loro abbondanza nella crosta terrestre è simile a quella di altri metalli come il rame o lo zinco. Tuttavia, la loro estrazione è complessa e costosa, a causa della loro bassa concentrazione e della difficoltà di separarle tra loro.

In questo articolo vedremo più da vicino a cosa servono le terre rare, come vengono usate e perché sono sempre più importanti.

A cosa servono le terre rare

I metalli delle terre rare hanno proprietà chimiche e fisiche uniche che li rendono essenziali per molte tecnologie moderne. Sono utilizzati in:

• Elettronica: smartphone, computer, TV, batterie ricaricabili
• Magneti permanenti: utilizzati in motori elettrici, turbine eoliche, hard disk
• Automobili: componenti ibridi ed elettrici
• Illuminazione: LED
• Medicina: dispositivi per la risonanza magnetica (MRI)
• Difesa: missili, radar

Dove si trovano le terre rare

Le terre rare si trovano in minerali rari, disseminati in tutto il mondo, ma i principali paesi produttori sono:

• Cina
• Australia
• Stati Uniti
• Brasile

La Cina detiene la maggior parte delle riserve conosciute di terre rare ed è anche il principale produttore mondiale. Questa concentrazione geografica delle risorse può influenzare l'approvvigionamento e il prezzo di questi materiali, rendendoli un argomento di grande interesse a livello globale.

Ad oggi da sola la Cina detiene il 37% del mercato mondiale, anche se le stime sembrerebbero molto superiori, ma non tracciabili per via delle estrazioni spesso illegali. Non esiste infatti un mercato ufficiale delle terre rare, e le oscillazioni di mercato dipendono molto dalle trattative private tra aziende e raffinatori.

Questa difficoltà è stata un elemento visibile e impattante sull’economia durante il tutto il periodo covid e con l’inizio della guerra in Ucraina, soprattutto per il settore automobilistico.

Terre rare e pannelli solari

Le terre rare sono 17 elementi chimici dalle proprietà uniche, utilizzate in diverse tecnologie moderne, tra cui i pannelli solari. Il loro utilizzo in questo campo è però controverso, a causa di diversi fattori:

1. Impiego limitato: non tutti i pannelli solari contengono terre rare. La tecnologia più diffusa, basata sul silicio cristallino, ne fa a meno. Tuttavia, le celle solari ad alta efficienza, come quelle a film sottile o in perovskite, spesso le integrano per migliorare le loro prestazioni.
2. Terre rare specifiche: non tutte le terre rare sono ugualmente utilizzate nei pannelli solari. Le più comuni sono: neodimio (per i magneti permanenti che convertono l'energia solare in elettricità), disprosio (per migliorare la stabilità dei magneti al neodimio), itterbio (per i rivestimenti antiriflesso che aumentano l'assorbimento della luce solare).
3. Alternative in fase di sviluppo: la ricerca è attiva per trovare alternative alle terre rare nei pannelli solari. Materiali come il gallio, il germanio e il bismuto potrebbero sostituirle in alcune applicazioni.
4. Efficienza vs. sostenibilità: l'utilizzo di terre rare può aumentare l'efficienza dei pannelli solari, ma a un costo ambientale e sociale significativo. L'estrazione di questi elementi è spesso associata a: inquinamento e rilascio di sostanze tossiche nell'ambiente, condizioni di lavoro difficili e sfruttamento dei lavoratori e violazioni dei diritti umani, problemi geopolitici, con la concentrazione della produzione in Cina crea rischi per gli approvvigionamenti.
5. Riciclo e riuso: il riciclo dei pannelli solari a fine vita è fondamentale per recuperare le terre rare e ridurre l'impatto ambientale. Tuttavia, le tecnologie di riciclo sono ancora in fase di sviluppo e non sono ancora efficienti al 100%.

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Quali sono le terre rare

Le terre rare includono 17 elementi, ovvero Scandio, Ittrio, Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Promezio, Samario, Europio, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Olmio, Erbio, Tulio, Itterbio e Lutezio. Ognuno di questi elementi ha caratteristiche uniche che li rendono preziosi per una vasta gamma di applicazioni tecnologiche e industriali.