هل يمكن للألومنيوم استبدال كمية كبيرة من الطلب النحاسي بموجب انتقال الطاقة العالمي؟

مع تحول الطاقة العالمي ، هل يمكن للألمنيوم استبدال كمية كبيرة من الطلب المتزايد حديثًا على النحاس؟ في الوقت الحاضر ، تستكشف العديد من الشركات وعلماء الصناعة كيفية "استبدال النحاس بالألومنيوم" بشكل أفضل ، ويقترحون أن تعديل الهيكل الجزيئي للألمنيوم يمكن أن يحسن توصيله.

نظرًا لتوصيلها الكهربائي الممتاز ، والتوصيل الحراري والليجغة ، يستخدم النحاس على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، وخاصة في الطاقة الكهربائية والبناء والأجهزة المنزلية والنقل وغيرها من الصناعات. لكن الطلب على النحاس يرتفع مع تحول العالم إلى مصادر الطاقة الأكثر خضرة ، مثل السيارات الكهربائية والطاقة المتجددة ، وأصبح مصدر العرض مشكلة متزايدة. تستخدم السيارة الكهربائية ، على سبيل المثال ، أربعة أضعاف النحاس تقريبًا مثل سيارة تقليدية ، والمكونات الكهربائية المستخدمة في محطات توليد الطاقة المتجددة والأسلاك التي تربطها بالشبكة تتطلب كميات أكبر من النحاس. مع ارتفاع سعر النحاس في السنوات الأخيرة ، يتوقع بعض المحللين أن تصبح فجوة النحاس أكبر وأكبر. حتى أن بعض محللي الصناعة أطلقوا على النحاس "النفط الجديد". يواجه السوق مصدرًا ضيقًا من النحاس ، وهو أمر بالغ الأهمية في إزالة الكربون واستخدام الطاقة المتجددة ، مما قد يؤدي إلى زيادة أسعار النحاس إلى أكثر من 60 ٪ في غضون أربع سنوات. على النقيض من ذلك ، فإن الألومنيوم هو العنصر المعدني الأكثر وفرة في قشرة الأرض ، ويبلغ احتياطياته حوالي ألف مرة من النحاس. نظرًا لأن الألمنيوم أخف بكثير من النحاس ، فهو أكثر اقتصادا وملاءمة بالنسبة لي. في السنوات الأخيرة ، استخدمت بعض الشركات الألومنيوم لتحل محل المعادن الأرضية النادرة من خلال الابتكار التكنولوجي. وقد وفرت الشركات المصنعة لكل شيء من الكهرباء إلى تكييف الهواء إلى قطع غيار السيارات مئات الملايين من الدولارات من خلال التحول إلى الألومنيوم بدلاً من النحاس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحقق أسلاك الجهد العالي مسافات أطول باستخدام أسلاك الألمنيوم الاقتصادية وخفيفة الوزن.

ومع ذلك ، قال بعض محللي السوق أن هذا "استبدال الألومنيوم للنحاس" قد تباطأ. في التطبيقات الكهربائية الأوسع ، الموصلية الكهربائية للألمنيوم هي القيد الرئيسي ، مع ثلثي فقط الموصلية للنحاس. بالفعل ، يعمل الباحثون على تحسين توصيل الألومنيوم ، مما يجعلها أكثر قابلية للتسويق من النحاس. يعتقد الباحثون أن تغيير بنية المعدن وإدخال إضافات مناسبة يمكن أن يؤثر بالفعل على توصيل المعدن. يمكن أن تؤدي التقنية التجريبية ، إذا تم تحقيقها تمامًا ، إلى توصيل الألومنيوم الفائق ، والتي يمكن أن تلعب دورًا في الأسواق خارج خطوط الطاقة ، وتحويل السيارات والإلكترونيات وشبكات الطاقة.

إذا تمكنت من جعل الألومنيوم أكثر توصيلًا ، حتى 80 ٪ أو 90 ٪ موصلة مثل النحاس ، يمكن أن يحل الألومنيوم محل النحاس ، مما سيؤدي إلى تحول كبير. لأن مثل هذا الألمنيوم أكثر توصيلًا وأخف وزنا وأرخص وأكثر وفرة. مع نفس الموصلية مثل النحاس ، يمكن استخدام أسلاك الألمنيوم الأخف وزنا لتصميم محركات أخف وزنا والمكونات الكهربائية الأخرى ، مما يسمح للسيارات بالسفر مسافات أطول. يمكن جعل أي شيء يعمل على الكهرباء أكثر كفاءة ، من إلكترونيات السيارات إلى إنتاج الطاقة إلى توصيل الطاقة عبر الشبكة إلى منزلك لإعادة شحن بطاريات السيارات.

يقول الباحثون إن إعادة اختراع عملية صنع الألومنيوم التي تعود إلى قرن من قرصين تستحق ذلك. في المستقبل ، سوف يستخدمون سبيكة الألمنيوم الجديدة لصنع الأسلاك ، وكذلك القضبان والأوراق ، وما إلى ذلك ، ويجتازون سلسلة من الاختبارات للتأكد من أنها أكثر توصيلًا وقوة ومرونة بدرجة كافية للاستخدام الصناعي. إذا مرت هذه الاختبارات ، يقول الفريق إنه سيعمل مع الشركات المصنعة لإنتاج المزيد من سبيكة الألومنيوم.