Il ruolo dell’iridio e degli elementi di terre rare nella transizione energetica

Mobeen Tahir - 27/06/2024 19:08:15 (updated 26/03/2025 03:01:21)

Nel tentativo di costruire un futuro energetico sostenibile e pulito, le tecnologie rinnovabili, come i pannelli solari e le turbine eoliche, sono spesso sotto i riflettori. Tuttavia, i veri protagonisti di queste innovazioni sono i materiali che le rendono possibili. L’iridio e le terre rare (ETR) svolgono un ruolo cruciale per la transizione, anche se meno raccontato. L’iridio, che rientra nel gruppo dei metalli del platino, è essenziale per l’efficienza delle celle a combustibile a idrogeno e degli elettrolizzatori. Nonostante il loro nome, gli elementi di terre rare sono relativamente abbondanti e sono fondamentali per la produzione di magneti a elevate prestazioni, batterie e altri componenti essenziali per le tecnologie verdi. Capire l’importanza di questi materiali permette di comprendere meglio le complessità e i progressi alla base della rivoluzione energetica.

Iridio

L’iridio è fondamentale nella corsa dell’industria dell’idrogeno verso un futuro a zero emissioni. Come catalizzatore cruciale negli elettrolizzatori a membrana elettrolitica polimerica (PEM), l’iridio consente di produrre efficientemente idrogeno verde dall’acqua utilizzando fonti di energia rinnovabili. Tuttavia, la sua estrema scarsità, dato che si trova solo in minime concentrazioni ed è principalmente un sottoprodotto dell’estrazione del platino, pone notevoli problemi di approvvigionamento. Secondo il gruppo della Banca mondiale, entro il 2040 la domanda prevista di iridio per l’elettrolisi PEM potrebbe superare l’attuale produzione globale del 160%, creando un’offerta limitata e una forte necessità di aumentare la relativa estrazione.

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Per far fronte a queste preoccupazioni, l’industria sta cercando modi per ridurre la dipendenza dall’iridio che, paradossalmente, potrebbero continuare a generare una domanda elevata a causa dell’immenso aumento necessario per la produzione globale di idrogeno. I ricercatori stanno sviluppando catalizzatori più efficienti a base di iridio, oltre a materiali alternativi per ridurre al minimo l’uso dello stesso mantenendo inalterate le prestazioni. Le innovazioni, come il meccanismo sviluppato dall’Università di Adelaide basato sulla disposizione a reticolo delle particelle di acqua, aumentano l’efficienza dei catalizzatori a base di iridio del 5-12%, facendo emergere progressi promettenti. Inoltre, l’impegno per la creazione di catalizzatori a basso contenuto di iridio ha dimostrato un certo potenziale, pur essendo necessaria un’ulteriore convalida in ambito commerciale. Con l’espansione del settore dell’idrogeno, superare i limiti di approvvigionamento dell’iridio è fondamentale per garantire che i progressi tecnologici tengano il passo con gli ambiziosi obiettivi di produzione di idrogeno verde.

Elementi di terre rare

Nonostante il loro nome, gli ETR sono relativamente abbondanti nella crosta terrestre, anche se i giacimenti economicamente validi sono rari. Questo gruppo di 17 materiali include quelli con proprietà chimiche, elettromagnetiche e magnetiche uniche, che li rendono fondamentali per numerose applicazioni high tech. Spesso definiti le “vitamine” della tecnologia moderna, gli ETR migliorano le prestazioni, l’efficienza e la longevità di vari prodotti, dagli smartphone ai semiconduttori, dalle attrezzature per la difesa alle infrastrutture per l’energia verde. Il loro ruolo nella produzione di magneti a elevate prestazioni è particolarmente importante, in quanto questi sono componenti essenziali dei veicoli elettrici (EV) e delle turbine eoliche, consentendo una conversione e un immagazzinamento dell’energia più efficienti.

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Sopravvalutare l’importanza degli ETR nella transizione energetica è impossibile. Con il passaggio dell’economia globale all’energia pulita, la domanda di questi minerali critici è destinata a esplodere. Nel 2020, la Banca mondiale ha ipotizzato che la produzione di minerali critici, tra cui le terre rare, potrebbe aumentare di quasi il 500% entro il 2050, poiché la domanda di tecnologie pulite costringe a mettere in funzione nuove forniture. I magneti a base di neodimio, parte integrante dei motori dei veicoli elettrici e delle turbine eoliche, sono un esempio di tale tendenza; la European Raw Materials Alliance prevede che la relativa domanda potrebbe passare dalle 5.000 tonnellate del 2019 a ben 70.000 tonnellate entro il 2030.

Secondo lo US Geological Survey (USGS), la Cina possiede oltre l’80% della capacità mondiale di trasformazione dei concentrati o carbonati di terre rare in materiali utilizzabili dai produttori. Poiché le economie occidentali stanno cercando di ridurre al minimo la loro dipendenza dalla Cina per le materie prime essenziali, si prevede che diversi paesi, tra cui Stati Uniti, Australia, Brasile e Vietnam, aumenteranno le loro attività nei prossimi anni.

Conclusione

L’inclusione di materiali meno conosciuti ma di importanza cruciale, come l’iridio e gli elementi di terre rare, in un ampio paniere di materie prime per la transizione energetica garantisce che il capitale sia diretto verso le industrie essenziali per lo sviluppo delle tecnologie necessarie. Questa strategia sostiene il progresso delle tecnologie fondamentali e fornisce agli investitori un portafoglio diversificato e rappresentativo delle materie prime più importanti per la transizione energetica.