বিরল-পৃথিবী স্থায়ী চুম্বক পুনর্ব্যবহার করার একটি কৌশল কীভাবে সবুজ অর্থনীতিকে রূপান্তর করতে পারে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/how-a-technique-for-recycling-rare-earth-permanent-magnets-could-transform-the-green-economy-physics-world.jpg" data-caption="বৃদ্ধির সম্ভাবনা বিরল-আর্থ স্থায়ী চুম্বকগুলি "সবুজ অর্থনীতির" জন্য অত্যাবশ্যক, কিন্তু 99% এরও বেশি বাদ দিয়ে, হাইপ্রোম্যাগের পুনর্ব্যবহৃত চুম্বকের সম্ভাব্য বাজার উইন্ড টারবাইন এবং কম্পিউটার হার্ড ড্রাইভ থেকে বৈদ্যুতিক গাড়ির মোটর পর্যন্ত বিস্তৃত। (সৌজন্যে (বাম থেকে): Shutterstock/pedrosala; iStock/madsci; iStock/Aranga87)” title=”পপআপে ছবি খুলতে ক্লিক করুন” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03 /how-a-technique-for-recycling-rare-earth-permanent-magnets-could-transform-the-green-economy-physics-world.jpg”>

আমি সম্প্রতি ইনোভেট ইউকে দ্বারা অর্থায়নে কানাডায় একটি বাণিজ্য মিশনে গিয়েছিলাম, যেখানে আমার দেখা হয়েছিল অ্যালান ওয়ালটন – একজন পদার্থ বিজ্ঞানী যিনি নামে একটি কোম্পানির সহ-প্রতিষ্ঠা করেছিলেন হাইপ্রোম্যাগ. 2018 সালে বার্মিংহাম বিশ্ববিদ্যালয় থেকে বেরিয়ে আসা, HyProMag বিরল-আর্থ চুম্বক পুনর্ব্যবহারের জন্য একটি কৌশল তৈরি করেছে, যা ব্যাপকভাবে বায়ু টারবাইন, বৈদ্যুতিক-যান (EV) মোটর এবং "সবুজ অর্থনীতির" অন্যান্য অংশগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

বার্মিংহাম ক্যাম্পাসে HyProMag-এর প্রোটোটাইপ রিসাইক্লিং সুবিধা পরিদর্শনের জন্য আমন্ত্রিত হওয়ার পর, আমি দেখেছি যে প্রযুক্তিটি একটি দুর্দান্ত ইউকে সাফল্যের গল্পে পরিণত হচ্ছে। তো কখন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড আমাকে পাঠিয়েছে একটি প্রেস রিলিজ ঘোষণা করে যে কোম্পানিটি বাণিজ্যিক উৎপাদন শুরু করবে টাইসেলি এনার্জি পার্ক 2024 সালের মাঝামাঝি বার্মিংহামে, আমি জানতাম আমার প্রবৃত্তি ভালভাবে প্রতিষ্ঠিত।

বিরল-পৃথিবী স্থায়ী চুম্বক - যেমন আমি আমার কলামে বর্ণনা করেছি কিছু মাস আগে - নিওডিয়ামিয়াম, সামারিয়াম এবং সেরিয়ামের মতো উপাদানগুলির সংকর ধাতু। একটি "পরিচ্ছন্ন-শক্তি" অর্থনীতিতে রূপান্তরের সাথে এখন পুরোদমে, বিরল পৃথিবীর চাহিদা বেশি। অনুমানগুলি পরামর্শ দেয় যে 2021 এবং 2040 এর মধ্যে বাজার সাতটি ফ্যাক্টরের মতো বৃদ্ধি পাবে।

সমস্যা হল, বিশ্বের প্রায় 80-90% নিওডিয়ামিয়াম বর্তমানে তৈরি - বা নিয়ন্ত্রিত - চীনা কোম্পানিগুলি দ্বারা। যে কিছু দেশ, যেমন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, প্ররোচিত করা হয়েছে স্থায়ী চুম্বক তাদের নিজস্ব উত্পাদন পুনর্গঠন. কিন্তু বিরল পৃথিবীর সরবরাহ সুরক্ষিত করার আরেকটি উপায় হল উপকরণ পুনর্ব্যবহার করা। এই কারণেই HyProMag-এর সুবিধার আসন্ন স্টার্ট-আপটি খুবই আকর্ষণীয়, বিশেষ করে যেহেতু এর প্রক্রিয়াটি শক্তি সাশ্রয়ী।

উপাদান নিষ্কাশন

বর্জ্য পদার্থ থেকে বা তাদের জীবনের শেষ পর্যায়ে পৌঁছেছে এমন পণ্য থেকে বিরল-পৃথিবী উপাদানগুলি আহরণ করার অনেকগুলি সম্ভাব্য পদ্ধতি রয়েছে। বেশিরভাগ কাজ এখন পর্যন্ত চুম্বকগুলিকে দ্রবীভূত করে এবং তারপরে চুম্বক তৈরির প্রক্রিয়ার প্রথম দিকে সরবরাহ শৃঙ্খলে পুনঃপ্রবেশকারী তরল-বর্জ্য প্রবাহ থেকে বিরল পৃথিবী পুনরুদ্ধার করে পৃথক উপাদানগুলি পাওয়ার দিকে মনোনিবেশ করেছে।

সবুজ অর্থনীতিকে শক্তিশালী করা: বিরল পৃথিবী ছাড়াই চুম্বকের সন্ধান

এই পদ্ধতিটিকে প্রায়ই "লং-লুপ" রিসাইক্লিং বলা হয় কারণ বিভিন্ন কৌশল ব্যবহার করে সবকিছু ভেঙে ফেলা হয় এবং বিরল-আর্থ অক্সাইড হিসাবে পুনরুদ্ধার করা হয়। তারপর এই অক্সাইডগুলিকে ধাতুতে রূপান্তরিত করতে হবে সংকর ধাতুতে ফেলার আগে এবং চুম্বক তৈরির জন্য একটি সূক্ষ্ম অ্যালয় পাউডারে ভেঙ্গে ফেলতে হবে। লং-লুপ রিসাইক্লিং একটি গুরুত্বপূর্ণ কিন্তু শক্তি নিবিড় এবং ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া।

Tyseley উদ্ভিদ একটি ভিন্ন পদ্ধতি গ্রহণ করে, এটি বার্মিংহাম বিশ্ববিদ্যালয়ের পেটেন্টের উপর ভিত্তি করে ম্যাগনেট স্ক্র্যাপের হাইড্রোজেন প্রক্রিয়াকরণ (HPMS) কৌশল। এটি হাইড্রোজেনকে প্রক্রিয়াজাতকরণ গ্যাস হিসেবে ব্যবহার করে বর্জ্য স্রোত থেকে চুম্বককে চুম্বক খাদ পাউডার হিসেবে আলাদা করতে, যা কম্প্যাক্ট করা যায় "sintered" বিরল-পৃথিবী চুম্বক। তাপের প্রয়োজন নেই, এটি একটি অপেক্ষাকৃত দ্রুত প্রক্রিয়া যাকে "শর্ট-লুপ" রিসাইক্লিং বলা হয়।

259 সালে একটি বিস্ময়কর 2021 মিলিয়ন হার্ড ডিস্ক ড্রাইভ পাঠানো হয়েছিল, তাই পুনর্ব্যবহৃত চুম্বকের বাজার বিশাল।

গত বছর যখন আমি কোম্পানির প্রোটোটাইপ লাইনের চারপাশে তাকালাম, আমি লক্ষ্য করেছি যে এটি কম্পিউটারে পাওয়া হার্ড ডিস্ক ড্রাইভ (HDDs) রিসাইকেল করতে পারে। প্রতিটি ডিস্কে 16 গ্রাম চৌম্বকীয় উপাদান থাকতে পারে, যার প্রায় এক চতুর্থাংশ বিরল-আর্থ উপাদান। এটি ডিস্কের সামগ্রিক ভরের একটি ছোট ভগ্নাংশ কিন্তু, আপনি আমাকে ইশারা মনে রাখবেন, একটি বিস্ময়কর 259 মিলিয়ন HDD 2021 সালে পাঠানো হয়েছিল, তাই বাজারটি বিশাল।

HyProMag-এর উৎপাদন পদ্ধতিতে চৌম্বক-ক্ষেত্রের সেন্সর সহ একটি রোবট জড়িত যা প্রথমে HDD-এর মোটরের অবস্থান সনাক্ত করে, যেটিতে সর্ব-গুরুত্বপূর্ণ বিরল-আর্থ স্থায়ী চুম্বক রয়েছে। তারপরে মোটর সহ অংশটি কেটে ফেলা হয়, বাকি ডিস্কটি প্রচলিত পুনর্ব্যবহার করার জন্য পাঠানো হয়। মোটর বিভাগটি শেষ পর্যন্ত এইচপিএমএস কৌশলের মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং ঘরের তাপমাত্রায় হাইড্রোজেনের সংস্পর্শে আসে।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

আশ্চর্যজনকভাবে, বিরল-পৃথিবী চুম্বকগুলি - সাধারণত নিওডিয়ামিয়াম, লোহা এবং বোরন (NdFeB) এর মিশ্রণ - একটি পাউডার তৈরি করার জন্য কেবল ভেঙে যায়। আমি দেখা করেছি প্রক্রিয়ার ভিডিও এবং এটা কিছু মরিচা পরিণত দেখার মত. গুরুত্বপূর্ণভাবে, পাউডারটি চুম্বকীয় হয়ে যায় তাই চুম্বকের খোসায় থাকা যেকোন আবরণ চুম্বকের পৃষ্ঠ থেকে দূরে থাকে এবং সহজেই আলাদা করা যায়।

নিষ্কাশিত NdFeB পাউডারটি নতুন চৌম্বকীয় পদার্থ বা বিরল-আর্থ অ্যালয়েতে পুনরায় প্রক্রিয়া করার আগে অমেধ্য অপসারণের জন্য চালিত করা হয়। হাইপ্রোম্যাগ মনে করে যে প্রক্রিয়াটির জন্য প্রাথমিক উত্স থেকে বিরল-পৃথিবী চুম্বক তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় 15% কম শক্তি প্রয়োজন, যা চিত্তাকর্ষক। এটি ইতিমধ্যেই প্রকল্প অংশীদার এবং সম্ভাব্য গ্রাহকদের জন্য তার পাইলট প্ল্যান্টে 3000 টিরও বেশি নতুন বিরল-আর্থ চুম্বক তৈরি করেছে, ম্যাগনেটগুলি স্বয়ংচালিত, মহাকাশ এবং ইলেকট্রনিক্স খাতে বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পরীক্ষা করা হয়েছে৷

উৎপাদন প্রতিশ্রুতি

কিন্তু কোম্পানিটি ট্রায়াল ফেজ পেরিয়ে চুম্বকের ভলিউম সরবরাহকারী হতে চায়। তাই টাইসেলি স্কেল-আপ প্ল্যান্টটি এত গুরুত্বপূর্ণ। সংস্থাটি মনে করে যে এটি প্রাথমিকভাবে বছরে 20 টন বিরল-আর্থ চুম্বক এবং সংকর ধাতু প্রক্রিয়া করতে সক্ষম হবে - এবং শেষ পর্যন্ত সেই পরিমাণের পাঁচগুণ। HyProMag জার্মানি এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে আরও সুবিধার পরিকল্পনা করছে।

প্রযুক্তিটি প্রতিশ্রুতিশীল কারণ অনেক পণ্যে বিরল-আর্থ চুম্বক রয়েছে, কিন্তু যখন সেগুলি স্ক্র্যাপ করা হয় তখন চুম্বকগুলি ছিন্নভিন্ন হয়ে যায় এবং ভেঙে যায়। ফলস্বরূপ পাউডারটি চৌম্বক থেকে যায়, লৌহঘটিত স্ক্র্যাপ এবং উদ্ভিদের উপাদানগুলির সাথে লেগে থাকে, কিন্তু চুম্বকের 1% এরও কম পুনর্ব্যবহৃত হয়। HyProMag, যাইহোক, এই উপাদানটিকে ছিন্নভিন্ন করার আগে দক্ষতার সাথে সরিয়ে ফেলতে পারে এবং ইতিমধ্যেই স্ক্র্যাপের বিভিন্ন অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর উত্সগুলির উপর নজর রাখছে।

"এইচপিএমএসের মতো দক্ষ পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া ছাড়া বিরল-আর্থ চুম্বকগুলির বড় আকারের পুনর্ব্যবহার করা দেখা কঠিন," ওয়ালটন বলে৷ "বর্তমান পাইলট লাইন আমাদের একক দৌড়ে দুই টন পর্যন্ত স্ক্র্যাপ অ্যাপ্লিকেশন প্রক্রিয়া করার অনুমতি দেয়, বাণিজ্যিক প্ল্যান্টটি অনেক বড় ব্যাচের আকারের অনুমতি দেওয়ার জন্য স্কেল করে।" পাউডার অপসারণে লোড করা সম্ভব, কোম্পানির দাবি, মাত্র চার ঘণ্টার মধ্যে।

বিরল পৃথিবীর চাহিদা বাড়ার সাথে সাথে উপলব্ধ সেকেন্ড-হ্যান্ড ম্যাগনেটিক উপাদানের পরিমাণও বৃদ্ধি পাচ্ছে, এই ধরনের চুম্বক পুনর্ব্যবহার করা একটি বড় সুযোগ এবং একটি আরও কার্যকর প্রক্রিয়া হয়ে উঠছে। শুধু EV সেক্টরের বৃদ্ধির দিকে তাকান: একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক মোটরে 2-5 কেজি চৌম্বকীয় উপাদান থাকে এবং 65 সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী ইভির বিক্রি প্রতি বছর 2030 মিলিয়নে উন্নীত হবে বলে আশা করা হচ্ছে, বাজার-গবেষণা সংস্থার মতে আইএইচএস মার্কিট.

[এম্বেড করা সামগ্রী]

বিরল পৃথিবীর আরেকটি বিশাল উৎস হল উইন্ড টারবাইন, যার অনেকগুলি কয়েক দশক ব্যবহারের পরে তাদের জীবনের শেষ পর্যায়ে পৌঁছেছে। তাদের জেনারেটরে জেনারেটরের ক্ষমতার প্রতি মেগাওয়াট পর্যন্ত 650 কেজি পর্যন্ত বিরল আর্থ রয়েছে। 75 সালের মধ্যে যুক্তরাজ্যের 2050 গিগাওয়াট অফ-শোর বাতাসের ক্ষমতা থাকা লক্ষ্য রাখা হয়েছে, আগামী বছরগুলিতে এটি প্রায় 50,000 টন বিরল-আর্থ চুম্বক থাকবে, অনুসারে মার্টিন চেরিংটন ইনোভেট ইউকে থেকে, যারা এটি চালায় সার্কুলার ক্রিটিক্যাল ম্যাটেরিয়াল সাপ্লাই চেইন (ক্লিমেটস) প্রোগ্রাম।

এই ধরনের দীর্ঘমেয়াদী সুযোগগুলির জন্য প্রায়শই সরকারি সহায়তার প্রয়োজন হয় - এবং বিরল-পৃথিবী স্থায়ী চুম্বকগুলির পুনর্ব্যবহারও ব্যতিক্রম নয়। প্রকৃতপক্ষে, হাইপ্রোম্যাগের কাজের পিছনে মৌলিক গবেষণাটি এটি বন্ধ হওয়ার অনেক বছর আগে শুরু হয়েছিল। সংস্থাটি ইউকে রিসার্চ অ্যান্ড ইনোভেশন সহ বিভিন্ন উত্স থেকে আর্থিক সহায়তা থেকেও উপকৃত হয়েছে৷ বৈদ্যুতিক বিপ্লব ড্রাইভিং প্রোগ্রাম, ইউরোপীয় ইউনিয়ন এবং ব্যক্তিগত বিনিয়োগকারী.

2023 সালে HyProMag Ltd কিনে নেয় কানাডিয়ান ফার্ম দ্বারা মাগিনিতো, যা একটি অংশ মাকাংগো রিসোর্স - যুক্তরাজ্য এবং কানাডিয়ান স্টক এক্সচেঞ্জে তালিকাভুক্ত একটি খনিজ-অন্বেষণ এবং উন্নয়ন সংস্থা। Mkango স্পষ্টভাবে HyProMag এর পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং চুম্বক-উৎপাদন প্রযুক্তির সম্ভাবনা দেখেছে। এটি একটি দুর্দান্ত ইউকে সাফল্যের গল্প, যা সার্কুলার অর্থনীতির জন্য বিশাল দীর্ঘমেয়াদী বৈশ্বিক সম্ভাবনা থাকতে পারে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/how-a-technique-for-recycling-rare-earth-permanent-magnets-could-transform-the-green-economy/