Momenteel is de kern van de mondiale transitie naar schone energie afhankelijk van een ogenschijnlijk onzichtbare maar cruciale klasse materialen: zeldzame-aardemagneten. Of het nu gaat om elektrische voertuigen, offshore windturbines, moderne smartphones of geavanceerde verdedigingssystemen, ze zijn allemaal afhankelijk van dit cruciale onderdeel. De mondiale toeleveringsketen van zeldzame aardmagneten is echter niet alleen zeer geconcentreerd, maar gaat ook gepaard met hoge milieukosten en is uiterst kwetsbaar voor geopolitieke schommelingen. Als reactie op deze situatie werkt een onderzoeksteam van de Universiteit van Uppsala in Zweden aan het verkennen van een groener en veerkrachtiger alternatief.
Martin Sahlberg, hoogleraar materiaalchemie aan de Universiteit van Uppsala, heeft er duidelijk op gewezen dat de levering van zeldzame aardmagneten niet alleen een technische kwestie is, maar ook een diepgaande geopolitieke kwestie. Momenteel bekleedt China een dominante positie op het gebied van de verwerking van zeldzame aardmetalen en de productie van magneten. Deze hoge mate van afhankelijkheid maakt de voorzieningszekerheid van schone energie en geavanceerde productie sterk blootgesteld aan het risico van internationale handelsfricties.
De productie van zeldzame aardmetalen zelf wordt geconfronteerd met ernstige ecologische uitdagingen. Tijdens het extractieproces vereist de scheiding van zeldzame aardelementen vaak het gebruik van grote hoeveelheden zeer giftige chemicaliën, en radioactieve elementen worden vaak in verband gebracht met de afzettingen. Het productieproces wordt vaak een ‘vuile industrie’ genoemd. In feite zijn zeldzame aardelementen niet absoluut schaars in de aardkorst. De echte moeilijkheid ligt in het vinden van hoogwaardige minerale afzettingen en deze op een milieuvriendelijke manier scheiden en verfijnen.
Zweden beschikt op dit gebied over een aanzienlijk hulpbronnenpotentieel. Het is duidelijk dat er afzettingen van zeldzame aardmetalen zijn ontdekt in plaatsen als Kiruna en Berslagen in Zweden en Nora Schell bij Grena. Met name het Per Geyer-mijngebied in de Kiruna-regio is door de mijngigant LKAB erkend als de grootste bekende afzetting van zeldzame aardoxide in Europa, met geschatte reserves van meer dan 1,3 miljoen ton. Sahlberg is van mening dat Zweden over uitstekende internationale concurrentievoorwaarden beschikt bij de winning van zeldzame aardmetalen.
Om het huidige patroon van het vertrouwen op één enkele productiebron te doorbreken, verandert het onderzoeksteam van Salberg het traditionele mijnbouwdenken. Traditioneel heeft de mijnbouwontwikkeling de neiging zich te concentreren op een specifiek metaal (zoals ijzer, koper of goud), terwijl de rest als afval wordt behandeld. Het team stelde een concept voor de integratie van hulpbronnen in de keukenkoelkast voor: voer een uitgebreid onderzoek uit naar de elementaire samenstelling van Zweedse minerale afzettingen, breng de chemische samenstelling nauwkeurig in kaart en pas nieuwe magneten aan op basis van de daadwerkelijk beschikbare elementaire "recepten".
Dit onderzoeks- en ontwikkelingsmodel heeft tot doel het afval aan de bron te verminderen en het gebruik van alle elementen in bestaande afzettingen te maximaliseren. Door gericht ontwerp op basis van de chemische eigenschappen van lokale mineralen kunnen niet alleen energie-intensieve en zeer vervuilende zuiveringsstappen aanzienlijk worden verminderd, maar wordt ook verwacht dat de ecologische voetafdruk van raffinage en productie aanzienlijk zal worden verminderd.
Salberg zei dat het huidige project interdisciplinaire krachten zoals theoretische natuurkundigen, geologen en materiaalingenieurs heeft samengebracht om gezamenlijk een efficiënte en schone route te ontwikkelen van ruw erts naar afgewerkte magneten. Hij benadrukte dat dit niet alleen fundamenteel wetenschappelijk onderzoek is, maar ook een industriële technologische verkenning van groot strategisch belang. Met zijn voordelen op het gebied van hulpbronnenreserves, goedkope energie en milieuvriendelijke technologie probeert Zweden doorbraken op dit gebied te zoeken en een praktisch pad te bieden voor de diversificatie en groene transformatie van de mondiale toeleveringsketen van zeldzame aardmetalen.