අපේ ලෝකයට බලය සපයන නොගැයූ පාෂාණය: ඉහළ ශ්‍රේණියේ සිලිකා ගල් සඳහා වන ගෝලීය දඩයම තුළ

බ්‍රෝකන් හිල්, ඕස්ට්‍රේලියාව - 2025 ජූලි 7– නිව් සවුත් වේල්ස් හි හිරු රශ්මියෙන් දැවෙන පිටිසර ප්‍රදේශයේ, ප්‍රවීණ භූ විද්‍යාඥ සාරා චෙන්, නැවුම් ලෙස බෙදී ගිය හර සාම්පලයක් දෙස ඕනෑකමින් බලයි. පර්වතය වීදුරුවක් මෙන් දිලිසෙන අතර, සුවිශේෂී සීනි සහිත වයනය ඇත. “ඒක තමයි හොඳ දේවල්,” ඇය මැසිවිලි නඟමින්, දූවිලි හරහා තෘප්තියේ ඉඟියක් ලබා දෙයි. “99.3% SiO₂. මෙම නහරය කිලෝමීටර ගණනක් ධාවනය කළ හැකිය.” චෙන් රන් හෝ දුර්ලභ පස් දඩයම් නොකරයි; ඇය වඩ වඩාත් තීරණාත්මක, නමුත් බොහෝ විට නොසලකා හරින ලද කාර්මික ඛනිජයක් සොයමින් සිටී: ඉහළ සංශුද්ධතාවයසිලිකා ගල්, අපේ තාක්ෂණික යුගයේ අඩිතාලම.

වැලි වලට වඩා වැඩි යමක්

බොහෝ විට වාචිකව ක්වාර්ට්සයිට් හෝ සුවිශේෂී ලෙස පිරිසිදු වැලිගල් ලෙස හඳුන්වනු ලබන සිලිකා ගල් යනු ප්‍රධාන වශයෙන් සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO₂) වලින් සමන්විත ස්වභාවිකව ඇති වන පාෂාණයකි. සිලිකා වැලි වැඩි අවධානයක් ලබා ගන්නා අතර, ඉහළ ශ්‍රේණියේසිලිකා ගල්තැන්පතු මගින් සුවිශේෂී වාසි ලබා දෙයි: වැඩි භූ විද්‍යාත්මක ස්ථායිතාව, අඩු අපද්‍රව්‍ය සහ සමහර අවස්ථාවල මහා පරිමාණ, දිගු කාලීන කැණීම් මෙහෙයුම් සඳහා සුදුසු දැවැන්ත පරිමාවන්. එය ආකර්ෂණීය නොවේ, නමුත් එහි කාර්යභාරය මූලික වේ.

"නූතන ලෝකය වචනාර්ථයෙන් සිලිකන් මත ක්‍රියාත්මක වේ," සිංගප්පූරු තාක්ෂණ ආයතනයේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යාඥයෙකු වන ආචාර්ය අර්ජුන් පටෙල් පැහැදිලි කරයි. "ඔබේ දුරකථනයේ චිපයේ සිට ඔබේ වහලයේ සූර්ය පැනලය, ඔබේ කවුළුවේ වීදුරුව සහ මෙම පුවත ලබා දෙන ෆයිබර් ඔප්ටික් කේබලය දක්වා - ඒ සියල්ල ආරම්භ වන්නේ අතිශය පිරිසිදු සිලිකන් වලින්. එම සිලිකන් සඳහා වඩාත්ම කාර්යක්ෂම, පිරිවැය-ඵලදායී පූර්වගාමියා වන්නේ අධි-පිරිසිදු සිලිකා ගලයි. එය නොමැතිව, සමස්ත තාක්ෂණික සහ හරිත බලශක්ති පරිසර පද්ධතියම නතර වේ."

ගෝලීය කඩිමුඩිය: මූලාශ්‍ර සහ අභියෝග

වාරික දඩයමසිලිකා ගල්ගෝලීය වශයෙන් තීව්‍ර වෙමින් පවතී. ප්‍රධාන තැන්පතු දක්නට ලැබෙන්නේ:

ඕස්ට්‍රේලියාව:බ්‍රෝකන් හිල් සහ පිල්බරා වැනි කලාපවල ඒවායේ අනුකූලතාව සහ අඩු යකඩ අන්තර්ගතය සඳහා අගය කරන ලද දැවැන්ත, පුරාණ ක්වාර්ට්සයිට් සංයුති ඇත. ඕස්ට්‍රේලියානු සිලිකා ක්වාර්ට්ස් ලිමිටඩ් (ASQ) වැනි සමාගම් වේගයෙන් මෙහෙයුම් පුළුල් කරමින් සිටී.

එක්සත් ජනපදය:ඇපලචියන් කඳුකරය, විශේෂයෙන් බටහිර වර්ජිනියාවේ සහ පෙන්සිල්වේනියාවේ ප්‍රදේශ, සැලකිය යුතු ක්වාර්ට්සයිට් සම්පත් රඳවා තබා ගනී. ස්පෘස් රිජ් රිසෝසස් ලිමිටඩ් මෑතකදී බටහිර වර්ජිනියාවේ ඔවුන්ගේ ප්‍රමුඛ ව්‍යාපෘතියෙන් පොරොන්දු වූ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල නිවේදනය කළ අතර, සූර්ය ශ්‍රේණියේ සිලිකන් නිෂ්පාදනය සඳහා එහි විභවය ඉස්මතු කළේය.

බ්‍රසීලය:මිනාස් ජෙරයිස් ප්‍රාන්තයේ පොහොසත් ක්වාර්ට්සයිට් නිධි ප්‍රධාන මූලාශ්‍රයක් වන නමුත් යටිතල පහසුකම් අභියෝග සමහර විට නිස්සාරණයට බාධා කරයි.

ස්කැන්ඩිනේවියාව:කෙටි, වඩා විශ්වාසදායක සැපයුම් දාමයන් සඳහා යුරෝපීය තාක්ෂණික නිෂ්පාදකයින් විසින් ප්‍රිය කරන උසස් තත්ත්වයේ තැන්පතු නෝර්වේ සහ ස්වීඩනය සතුව ඇත.

චීනය:දැවැන්ත නිෂ්පාදකයෙකු වුවද, පාරිසරික ප්‍රමිතීන් සහ සමහර කුඩා පතල්වල සංශුද්ධතා මට්ටම්වල අනුකූලතාව පිළිබඳ කනස්සල්ල පවතින අතර, ජාත්‍යන්තර ගැනුම්කරුවන් විකල්ප ප්‍රභවයන් සෙවීමට පෙළඹේ.

"තරඟය දරුණුයි," නෝර්ඩික් සිලිකා ඛනිජවල ප්‍රධාන විධායක නිලධාරී ලාර්ස් බ්ජෝර්න්සන් පවසයි. "වසර දහයකට පෙර සිලිකා තොග වෙළඳ භාණ්ඩයක් විය. අද පිරිවිතරයන් ඇදහිය නොහැකි තරම් තදයි. අපි පාෂාණ පමණක් විකුණන්නේ නැහැ; අපි ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් සිලිකන් වේෆර් සඳහා අත්තිවාරම විකුණනවා. බෝරෝන්, පොස්පරස් හෝ යකඩ වැනි අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍ය මිලියනයකට කොටස් මට්ටම්වල අර්ධ සන්නායක අස්වැන්න සඳහා විනාශකාරී විය හැකිය. අපගේ සේවාදායකයින් භූ විද්‍යාත්මක නිශ්චිතභාවය සහ දැඩි සැකසුම් ඉල්ලා සිටී."

ගල්වල සිට චිප් දක්වා: පවිත්‍ර කිරීමේ ගමන

රළු සිලිකා ගල් තාක්ෂණයට අවශ්‍ය පෞරාණික ද්‍රව්‍ය බවට පරිවර්තනය කිරීම සංකීර්ණ, බලශක්ති-අධික ක්‍රියාවලියක් ඇතුළත් වේ:

පතල් කැණීම සහ තලා දැමීම:දැවැන්ත කුට්ටි නිස්සාරණය කරනු ලබන්නේ, බොහෝ විට විවෘත වළවල් සහිත පතල්වල පාලිත පිපිරවීම් හරහා වන අතර, පසුව කුඩා, ඒකාකාර කැබලිවලට තලා දමනු ලැබේ.

ප්‍රතිලාභ:තලා දැමූ පාෂාණය සේදීම, චුම්භක වෙන් කිරීම සහ පාවෙන ක්‍රියාවලියට භාජනය වී මැටි, ෆෙල්ඩ්ස්පාර් සහ යකඩ සහිත ඛනිජ වැනි බොහෝ අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කරයි.

ඉහළ-උෂ්ණත්ව සැකසුම්:පිරිසිදු කරන ලද ක්වාර්ට්ස් කොටස් පසුව අධික තාපයකට ලක් කෙරේ. ජලයෙන් යට වූ චාප ඌෂ්මකවලදී, ඒවා කාබන් ප්‍රභවයන් (කෝක් හෝ ලී කැබලි වැනි) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ලෝහ විද්‍යාත්මක ශ්‍රේණියේ සිලිකන් (MG-Si) නිපදවයි. ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ සහ සමහර සූර්ය කෝෂ සඳහා අමුද්‍රව්‍ය මෙයයි.

අතිශය පිරිසිදු කිරීම:ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ (අර්ධ සන්නායක චිප්) සහ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් සූර්ය කෝෂ සඳහා, MG-Si තවදුරටත් පිරිපහදු කිරීමකට භාජනය වේ. Siemens ක්‍රියාවලිය හෝ තරලකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරක MG-Si ට්‍රයික්ලෝරෝසිලේන් වායුව බවට පරිවර්තනය කරයි, පසුව එය අතිශය සංශුද්ධතාවයට ආසවනය කර පොලිසිලිකන් ඉන්ගෝට් ලෙස තැන්පත් කරනු ලැබේ. මෙම ඉන්ගෝට් මයික්‍රොචිප් සහ සූර්ය කෝෂ වල හදවත බවට පත්වන අතිශය තුනී වේෆර් වලට පෙති කපා ඇත.

ගාමක බලවේග: AI, සූර්ය ශක්තිය සහ තිරසාරභාවය

ඉල්ලුමේ වැඩිවීම සමගාමී විප්ලව මගින් ඇති කෙරේ:

AI උත්පාතය:වඩාත් පිරිසිදු සිලිකන් වේෆර් අවශ්‍ය වන දියුණු අර්ධ සන්නායක, කෘතිම බුද්ධියේ එන්ජින් වේ. දත්ත මධ්‍යස්ථාන, AI චිප් සහ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත පරිගණකකරණය සෑහීමකට පත් කළ නොහැකි පාරිභෝගිකයින් වේ.

සූර්ය බලශක්ති ප්‍රසාරණය:පුනර්ජනනීය බලශක්තිය සඳහා ගෝලීය මුලපිරීම් හේතුවෙන් ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා (PV) පැනල් සඳහා ඇති ඉල්ලුම අහස උසට ඉහළ ගොස් තිබේ. කාර්යක්ෂම සූර්ය කෝෂ සඳහා අධි-පිරිසිදු සිලිකන් අත්‍යවශ්‍ය වේ. ජාත්‍යන්තර බලශක්ති ඒජන්සිය (IEA) ව්‍යාපෘති මඟින් සූර්ය PV ධාරිතාව 2030 වන විට තුන් ගුණයකින් වැඩි කරන අතර එමඟින් සිලිකන් සැපයුම් දාමය මත දැවැන්ත පීඩනයක් ඇති වේ.

උසස් නිෂ්පාදනය:සිලිකා ගල් වලින් ලබාගත් අධි-සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් විලයන ලද ක්වාර්ට්ස්, සිලිකන් ස්ඵටික වර්ධනය, විශේෂිත දෘෂ්ටි විද්‍යාව, අධි-උෂ්ණත්ව රසායනාගාර උපකරණ සහ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන උපකරණ සඳහා භාවිතා කරන කබොල සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.

තිරසාරභාවය පිළිබඳ තද කඹය

මෙම උත්පාතය සැලකිය යුතු පාරිසරික හා සමාජීය ගැටළු නොමැතිව නොවේ. සිලිකා කැණීම්, විශේෂයෙන් විවෘත වළවල් මෙහෙයුම්, භූ දර්ශන වෙනස් කරන අතර විශාල ජල ප්‍රමාණයක් පරිභෝජනය කරයි. ස්ඵටිකරූපී සිලිකා (සිලිකෝසිස්) හි ශ්වසන අවදානම හේතුවෙන් දූවිලි පාලනය ඉතා වැදගත් වේ. බලශක්ති-දැඩි පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් කාබන් පියසටහන් සඳහා දායක වේ.

"වගකිවයුතු මූලාශ්‍ර ලබා ගැනීම ඉතා වැදගත්," ප්‍රධාන පොලිසිලිකන් නිෂ්පාදකයෙකු වන TechMetals Global හි ESG හි ප්‍රධානී මාරියා ලෝපෙස් අවධාරණය කරයි. "අපි අපගේ සිලිකා ගල් සැපයුම්කරුවන් දැඩි ලෙස විගණනය කරමු - සංශුද්ධතාවය මත පමණක් නොව, ජල කළමනාකරණය, දූවිලි මර්දනය, ඉඩම් පුනරුත්ථාපන සැලසුම් සහ ප්‍රජා සහභාගීත්වය මත. තාක්ෂණික කර්මාන්තයේ හරිත සහතික රඳා පවතින්නේ ගල්වල මුහුණත දක්වාම පිරිසිදු සැපයුම් දාමයක් මත ය. පාරිභෝගිකයින් සහ ආයෝජකයින් එය ඉල්ලා සිටී."

අනාගතය: නවෝත්පාදනය සහ හිඟකම?

සාරා චෙන් වැනි භූ විද්‍යාඥයින් ඉදිරි පෙළේ සිටිති. ගැඹුරු තැන්පතු සහ කලින් නොසලකා හරින ලද සංයුති ඇතුළුව ගවේෂණය නව මායිම් කරා තල්ලු වෙමින් පවතී. ආයු කාලය අවසන් වන සූර්ය පැනල සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ වලින් සිලිකන් ප්‍රතිචක්‍රීකරණය ආකර්ෂණය වෙමින් පවතී, නමුත් අභියෝගාත්මකව පවතින අතර දැනට ඉල්ලුමෙන් ඉතා සුළු කොටසක් පමණක් සපයයි.

"වර්තමාන තාක්‍ෂණය සමඟ ප්‍රවේශ විය හැකි ආර්ථික වශයෙන් ශක්‍ය, අතිශය ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් සිලිකා ගල් සීමිත ප්‍රමාණයක් තිබේ," ඕස්ට්‍රේලියානු හිරු බැස යන විට ඇගේ ඇහිබැමිවලින් දහඩිය පිස දමමින් චෙන් අනතුරු අඟවයි. "තාරකා විද්‍යාත්මක සැකසුම් පිරිවැයකින් තොරව සංශුද්ධතාවයේ පිරිවිතරයන්ට අනුකූල වන නව තැන්පතු සොයා ගැනීම වඩ වඩාත් දුෂ්කර වෙමින් පවතී. මෙම පර්වතය... එය අනන්ත නොවේ. අපි එය සැබවින්ම උපායමාර්ගික සම්පතක් ලෙස සැලකිය යුතුයි."

බ්‍රෝකන් හිල් පතලට ඉහළින් හිරු බැස යන විට, දිලිසෙන සුදු සිලිකා තොග මත දිගු සෙවනැලි දමමින්, මෙහෙයුමේ පරිමාණය ගැඹුරු සත්‍යයක් අවධාරණය කරයි. AI හි ඝෝෂාව සහ සූර්ය පැනලවල දීප්තිය යටතේ නිහතමානී, පුරාණ ගලක් ඇත. එහි පාරිශුද්ධ භාවය අපගේ තාක්ෂණික ප්‍රගතියේ වේගය නියම කරයි, ඉහළ ශ්‍රේණියේ සිලිකා ගල් සඳහා වන ගෝලීය ගවේෂණය අපේ කාලයේ වඩාත්ම තීරණාත්මක, අවතක්සේරු කළ කාර්මික කතා වලින් එකක් බවට පත් කරයි.