Bạc, lithium, cobalt và đất hiếm - Kim loại nào không thể thay thế?

4 giờ trướcBài gốc

Bạc tích lũy ngày càng được thị trường Việt Nam quan tâm. (Ảnh: Tập đoàn Vàng bạc đá quý Phú Quý)

Vậy, trong số những nguyên tố kim loại đang “gánh vác” công nghệ thế kỷ 21, ai mới thực sự không thể thay thế?

Khi Lithium, Cobalt và đất hiếm gây tranh cãi và không thực sự “hiếm”.

- Lithium được mệnh danh là “dầu mỏ của thời đại mới”, là thành phần chính trong pin lithium-ion - trái tim của xe điện, điện thoại thông minh và lưu trữ năng lượng.

- Cobalt được dùng để tăng độ bền và an toàn cho pin, dùng nhiều trong thiết bị điện tử và hợp kim siêu bền.

- Đất hiếm là tên gọi chung của nhóm hơn 15 nguyên tố, cần thiết cho nam châm siêu mạnh (dùng trong xe điện, tuabin gió), màn hình, laser và thiết bị quốc phòng công nghệ cao.

- Bạc dẫn điện tốt nhất trong tự nhiên, hiện diện khắp nơi trong mạch điện, thiết bị y tế, cảm biến, và đặc biệt là trong pin mặt trời.

Tất cả đều quan trọng. Nhưng quan trọng đến mức nào, và có thể thay thế được không, đó mới là câu hỏi then chốt.

Lithium đang dẫn đầu trong cuộc cách mạng xe điện. Nhưng đồng thời, thế giới cũng đang nghiên cứu nhiều hướng thay thế lithium bằng natri (sodium) hoặc phát triển pin thể rắn không cần nhiều lithium như hiện tại. Các hãng như CATL (Trung Quốc) và BYD (“ông lớn xe điện” của Trung Quốc, hiện đã có mặt ở hơn 60 quốc gia) đã bắt đầu tung ra pin sodium-ion, rẻ hơn và ít phụ thuộc vào nguyên liệu chiến lược. Do đó, khả năng Lithium bị thay thế là chuyện có thể xảy ra trong vòng 5-10 năm tới.

Cobalt giúp tăng tuổi thọ và hiệu suất pin, nhưng phần lớn nguồn cung đến từ Cộng hòa Dân chủ Congo - nơi điều kiện lao động, môi trường và quyền con người đang bị lên án. Nhiều hãng sản xuất xe điện đang nỗ lực phát triển pin “không cobalt”, điển hình như Tesla hay các hãng Hàn Quốc. Bởi vậy, khả năng Cobalt bị thay thế đang diễn ra và sẽ mở rộng trên quy mô lớn.

Đất hiếm được dùng trong nhiều ngành, từ ô tô điện, tuabin gió đến laser và tên lửa. Tuy nhiên, nhiều loại đất hiếm có thể được thay bằng vật liệu khác hoặc thiết kế tối ưu. Việc khai thác và chế biến cũng gây ô nhiễm lớn, làm dấy lên nhu cầu phát triển công nghệ thay thế. Khả năng đất hiếm bị thay thế đang diễn ra từng phần, phụ thuộc vào từng nguyên tố.

Bạc tích lũy ngày càng được thị trường Việt Nam quan tâm. (Ảnh: Tập đoàn Vàng bạc đá quý Phú Quý)

Khái lược về bạc

Bạc là kim loại có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất trong tự nhiên. Trong các tấm pin mặt trời, bạc được dùng để dẫn dòng điện tạo ra từ ánh sáng. Mỗi tấm pin cần vài chục miligam bạc - một con số nhỏ, nhưng không có vật liệu nào làm tốt hơn bạc trong môi trường khắc nghiệt ngoài trời: nắng, gió, bụi và mưa acid.

Đồng thường được nhắc đến như một phương án thay thế bạc trong pin mặt trời. Nhưng đồng dẫn điện kém hơn, dễ bị oxi hóa và không chịu được thời tiết trong 20-30 năm hoạt động liên tục. Các thử nghiệm thay bạc bằng vật liệu rẻ hơn đều dẫn đến hiệu suất thấp, độ bền kém hoặc chi phí dài hạn tăng cao.

Chưa dừng lại ở đó, bạc còn được dùng rộng rãi trong mạch in và cảm biến điện tử, thiết bị y tế (nhờ đặc tính kháng khuẩn tự nhiên), xe điện và thiết bị gia dụng thông minh, radar, tên lửa và các hệ thống quân sự công nghệ cao.

Trong các mạch điện cực nhỏ và nhạy cảm của thiết bị y tế, cảm biến sinh học, hoặc các lớp phủ phản xạ trong vệ tinh, không có vật liệu nào thay thế được bạc nếu không làm tổn hại đến hiệu suất và độ bền của thiết bị.

Một trong những lĩnh vực mà bạc đóng vai trò không thể thiếu là công nghệ năng lượng mặt trời. Trong các tấm pin quang điện (photovoltaic – PV), bạc được dùng để tạo ra các đường dẫn điện cực mỏng giúp vận chuyển dòng điện tạo ra từ ánh sáng mặt trời. Mỗi tấm pin mặt trời đều cần từ 10–20 mg bạc. Nghe có vẻ nhỏ, nhưng khi nhân với hàng tỷ tấm pin cần thiết để hiện thực hóa mục tiêu trung hòa carbon toàn cầu vào năm 2050, nhu cầu bạc trở nên khổng lồ.

Vì được sử dụng ở mức độ phân tán trong hàng tỷ thiết bị, bạc cũng rất khó tái chế hiệu quả, khiến nhu cầu bạc mới vẫn tăng đều qua từng năm.

Đó là chưa kể, trong y tế, bạc là kim loại duy nhất có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, virus và nấm mà không tạo ra đề kháng, điều mà kháng sinh không làm được.

Khả năng bị thay thế của bạc là rất thấp. Bạc là “nguyên tố buộc phải có” trong nhiều công nghệ chủ chốt. Mức độ phân tán trong ứng dụng của bạc cũng khiến việc tái chế trở nên khó khăn – rất nhiều sản phẩm sử dụng bạc với lượng cực nhỏ, nhưng nằm rải rác trong hàng triệu thiết bị. Điều này làm cho nguồn cung bạc tái chế không thể đáp ứng được tốc độ tiêu thụ hiện nay.

Đâu là kim loại không thể thiếu?

Khi so sánh bốn kim loại này, có thể thấy một thực tế thú vị: kim loại được nói đến nhiều nhất (như lithium) không hẳn là kim loại quan trọng nhất theo nghĩa “không thể thay thế”. Trong khi đó, bạc - một kim loại phổ thông, quen thuộc - lại đang “gánh vác thầm lặng” nhiều công nghệ lõi của thế giới hiện đại.

Tuy nhiên, nguồn cung bạc không phải là vô tận. Trong hơn một thập kỷ qua, sản lượng khai thác bạc toàn cầu đã giảm dần. Theo Silver Institute, từ năm 2016 đến 2023, thế giới liên tục ở trong trạng thái thâm hụt bạc – tức là cầu vượt cung. Điều này đang tạo áp lực lớn lên thị trường vật chất và tiềm ẩn nguy cơ khan hiếm trong tương lai gần, khi điện mặt trời, xe điện và các thiết bị công nghệ bùng nổ.

Bốn kim loại này đều có mức tăng trưởng nhu cầu từ trung bình (colbat), cao (đất hiếm, bạc) đến rất cao (lithium). Thêm vào đó, rủi ro chuỗi cung ứng đối với bạc là trung bình, trong khi với litium là cao, colbalt và đất hiếm được xếp hạng rất cao.

Bạc là một trong số ít kim loại không thể bị loại khỏi chuỗi cung ứng công nghệ hiện đại nếu muốn duy trì hiệu suất và độ bền của sản phẩm. Trong khi thế giới đang nỗ lực tìm cách giảm phụ thuộc vào cobalt, lithium hay đất hiếm, thì bạc - paradoxically - lại “ẩn mình” trong vai trò không thể thiếu nhưng ít được chú ý.

Trong khi lithium, cobalt và đất hiếm tiếp tục là tâm điểm của các cuộc chiến thương mại và đầu tư, bạc vẫn đang âm thầm làm nền cho kỷ nguyên mới. Khó thay thế, đa dụng, ít phụ thuộc vào một quốc gia duy nhất, bạc xứng đáng được nhìn nhận như một kim loại cốt lõi của thế kỷ 21. Sự thiếu vắng bạc sẽ không chỉ làm chậm lại quá trình chuyển đổi năng lượng, mà còn ảnh hưởng đến chất lượng và độ bền của các công nghệ cốt lõi như năng lượng mặt trời, cảm biến y sinh và quốc phòng công nghệ cao. Và chính tính khó thay thế của nó là điều khiến bạc trở nên quý giá hơn bao giờ hết.

Và biết đâu, trong tương lai gần, khi ánh mặt trời phủ khắp các mái nhà bằng những tấm pin mỏng nhẹ và hiệu suất cao, chúng ta mới thực sự hiểu rằng: dù không nằm trong danh sách các “kim loại chiến lược” do các chính phủ ban hành, nhưng bạc mới chính là kim loại không thể thiếu của con người.

P.V

Nguồn PetroTimes : https://petrotimes.vn/bac-lithium-cobalt-va-dat-hiem-kim-loai-nao-khong-the-thay-the-730991.html