Из какого материала китайские специалисты создавали некоторые комплектующие для гаджетов

Обновлено: 06.06.2023

"В нашем обществе всегда должен быть новый, лучший продукт", – сказал Аарон Блюм, соучредитель и главный операционный директор ERI, во время экскурсии по объекту. По данным Бюро экономического анализа, в 2017 году американцы потратили 71 миллиард долларов на телефон и оборудование связи, что почти в пять раз больше, чем они потратили в 2010 году, даже с поправкой на инфляцию. (По данным Counterpoint Research, в прошлом году только Apple продала внутри страны 60 миллионов iPhone.) Когда мы покупаем что-то новое, мы избавляемся от старого. Этот цикл потребления привел к тому, что электроника становится самым быстрорастущим потоком твердых отходов в мире.

Ожидается, что этот поток превратится в торрент, когда мир перейдет на 5G — следующий большой шаг в развитии беспроводных технологий. 5G обещает более высокие скорости и другие преимущества. Но эксперты говорят, что это также приведет к резкому увеличению электронных отходов, поскольку миллионы смартфонов, модемов и других гаджетов, несовместимых с сетями 5G, устаревают. «Я не думаю, что люди понимают масштабы перехода», — говорит соучредитель и исполнительный председатель ERI Джон Шегерян. «Это больше, чем изменение черно-белого на цветное, больше, чем аналоговое на цифровое, во много раз».

Шегерян из ERI изображает портрет среди ноутбуков, проходящих ремонт во Фресно, 9 мая.

Это хороший бизнес для ERI, которая взимает плату с клиентов за сбор своей электроники и безопасное удаление своих данных; компания также зарабатывает деньги на ремонте и перепродаже устройств. Но, по оценке ООН, перерабатывается менее четверти всех электронных отходов в США. Остальное сжигается или попадает на свалки. Это плохая новость, поскольку электронные отходы могут содержать вредные материалы, такие как ртуть и бериллий, представляющие опасность для окружающей среды.

Отчасти проблема связана с регулированием. Только в 19 штатах есть законы, запрещающие попадание электроники в обычный мусор. В штатах без таких правил, таких как Невада, электроника часто оказывается в мусорных баках и мусорных баках, сказал Джереми Уолтерс, менеджер по связям с общественностью в Republic Services по сбору мусора. Помимо экологических проблем, уплотнение легковоспламеняющихся литий-ионных аккумуляторов при переработке бумаги может быть опасным; Центры утилизации сообщили о росте числа пожаров.

Даже если существуют правила обращения с электронными отходами, потребители должны правильно обращаться со своими старыми устройствами. Но переработка их может быть болью. Вместо того, чтобы просто выбросить использованный телефон в мусорное ведро за пределами своего дома, многим людям приходится нести свою электронику в магазин, который может заплатить им за это, но также может взимать плату за избавление от нее. Многие потребители, парализованные хлопотами или отложенные расходами, просто выбрасывают свои устройства в мусорное ведро или прячут их в ящик стола, надеясь, что они просто исчезнут. «У нас не обязательно есть меры, чтобы люди не выбрасывали их», — сказал Уолтерс.

Куча печатных плат, которые можно найти во многих современных электронных устройствах, на заводе ERI во Фресно, май. ERI отделяет их от места происхождения, чтобы они были должным образом разобраны и переработаны.

Одним из решений является продление срока службы электроники. На объекте ERI Шегерян показал TIME десятки телевизоров 1970-х и 1980-х годов, которые совсем недавно перестали работать. Но вместо этого технологические компании ускоряют темп устаревания. Батареи большинства смартфонов нельзя легко заменить, когда они перестают держать заряд, новые ноутбуки не подходят к старым кабелям, а компании-разработчики программного обеспечения продвигают обновления, которые не будут работать на старых устройствах. «Сегодня наши продукты не служат так долго, как раньше, и производители придерживаются стратегии, заставляющей нас делать все более короткие циклы обновления», — сказал Кайл Винс, основатель компании iFixit, которая публикует руководства по самостоятельному ремонту. . Например, у AirPods от Apple могут возникнуть проблемы с удержанием заряда через два года. Apple отказалась от комментариев.

Некоторые экологические группы считают, что многомиллиардные компании, такие как Apple и Samsung, должны взять на себя расходы на утилизацию продаваемых ими устройств. Законодатели в некоторых частях Европы и Канады, а также в некоторых штатах США приняли так называемые законы о расширенной ответственности производителя (EPR), которые требуют от производителей создания и финансирования систем переработки или сбора устаревших продуктов. «Всемирное законодательство об РОП уравновешивает правила игры, потому что это не может быть сделано на добровольной основе», — сказал Скотт Кассель, основатель Института управления продукцией, который выступает за законы об РОП. «Но Соединенные Штаты сопротивляются любым изменениям существующих законов».

Несмотря на это, некоторые компании самостоятельно наращивают усилия по переработке, будь то из соображений экономической выгоды или улучшения связей с общественностью (добыча свежих материалов сама по себе сопряжена с финансовыми, экологическими и человеческими затратами).Например, в 2018 году Apple представила Daisy, робота по переработке смартфонов, который может разбирать 200 iPhone каждый час, и заявляет, что в том году она убрала со свалок 48 000 метрических тонн электронных отходов. Но это капля в море по сравнению с 50 миллионами тонн электронных отходов, образовавшихся во всем мире в прошлом году, и эта цифра может резко возрасти, поскольку потребители заменяют свои старые устройства новейшими гаджетами с поддержкой 5G, которые можно купить за деньги.

Израильский предприниматель потратил год на разработку продукта, который сделает его богатым: чехол для смартфона, который раскладывается в селфи-палку. Он разработал прототипы, получил минимальные средства от своей семьи и запустил краудфандинговую кампанию. Он даже снял профессиональное промо-видео, в котором пара делает идеальное селфи на фоне Эйфелевой башни.

Но через неделю после того, как его продукт попал на Kickstarter в декабре 2015 года, Шерман был потрясен, увидев его в продаже на AliExpress – англоязычном сайте Alibaba для оптовых продаж. Продавцы по всему Китаю продавали идентичные селфи-палки для смартфонов, используя тот же дизайн, который Шерман придумал сам. Некоторые из них продавались по цене всего 10 долларов за штуку, что намного ниже ожидаемой розничной цены Sherman в 39 фунтов стерлингов (47,41 доллара США). Удивительно, но некоторые из этих продавцов украли название продукта Шермана — Stikbox:

Шерман стал жертвой молниеносных китайских подражателей. Еще до того, как он нашел фабрику по производству своего нового продукта, производители в Китае подсмотрели его идею в Интернете и опередили его. Когда его сторонники на Kickstarter поняли это, они были в ярости. «Вы берете в два раза больше, чем подражатели, но я серьезно сомневаюсь, что конечный продукт будет лучше, чем подражатели», — прокомментировал один человек.

Несколько лет назад эксперты в области оборудования с большим сочувствием относились к Шерману. Теперь никто не знает, даже сам Шерман. В то время как обсуждения интеллектуальной собственности в производственных центрах Китая когда-то были сосредоточены на том, как бренды и инвесторы могут защитить свои разработки от ненасытных подражателей Китая, все изменилось. Стартапы и иностранные производители осваивают новую реальность — кто-то в Китае почти сразу сделает подделку вашего уникального изобретения. Все, что может сделать любая компания или предприниматель, — это подготовиться к этому.

Истоки культуры подражания

Китайские подделки бывают самых разных форм и могут затронуть как крупный, так и малый бизнес.

В некоторых случаях фабрики производят продукцию, внешне напоминающую продукцию известных брендов. Качество может быть разным — телефон Android с закругленными краями и штампованным логотипом Apple никогда не приблизится к воспроизведению ощущения от iPhone. Но поддельная сумка Gucci может легко сойти за настоящую.

Иногда, как в случае с Stikbox и ховербордом, фабрика или команда дизайнеров замечает в Интернете только что появившийся новый продукт, выясняет, как он сделан, и начинает штамповать почти идентичные продукты. В других случаях китайская фабрика-партнер будет производить дополнительные единицы продукции, которую они согласились производить для другой компании, и продавать излишки самостоятельно через Интернет или другим поставщикам.

Джек Ма, основатель Alibaba, подвергся критике, когда в июне заявил инвесторам (платный доступ), что поддельные товары «лучшего качества и по лучшей цене, чем настоящие товары» и производятся «точно на тех же фабриках», что и подлинные товары. . Но в его комментариях есть доля правды.

Многие аналитики и историки связывают китайские подделки с предполагаемыми аспектами китайской культуры, такими как упор на заучивание в образовании или авторитарное правительство, которое душит инновации. Но дело не столько в снижении культуры, сколько в эволюции китайского центра производства гаджетов и электроники в Шэньчжэне, объясняет Сильвия Линдтнер, которая занимается исследованием культуры китайского предпринимательства в Мичиганском университете.

Рост города в 90-х и начале 2000-х годов совпал с бумом аутсорсинга среди глобальных транснациональных корпораций. Вместо того, чтобы контролировать все производство всех частей внутри продукта, крупные мировые производители оборудования подписали контракты с местными производителями в Шэньчжэне на изготовление и проектирование продуктов по частям. Затем эти подрядчики обращались к более мелким субподрядчикам за помощью в выполнении заказов.

Многие фабрики, участвующие в этих фрагментированных цепочках поставок, были небольшими семейными предприятиями, работавшими без разрешения правительства. Работая вместе, они поняли, что могут делать больше, чем просто поставлять детали, которые в конечном итоге используются в оборудовании известных брендов. По словам Линдтнера, они могли бы самостоятельно создавать конкурирующие продукты и обращаться к клиентам, которые были слишком бедны, чтобы купить телефон Nokia или Apple iPod.

Они объединились, время от времени делясь рецептами для конкретных электронных устройств на онлайн-форумах. Так начался феномен shanzhai, слово, которое буквально означает «горная крепость», но стало обозначать продукты, которые обходят существующие законы об интеллектуальной собственности. Телефоны и бытовая электроника с такими названиями, как «aPod» и «Nokla», наводнили рынок в конце 2000-х годов.

Производство с открытым исходным кодом

Эра шаньчжай в сфере потребительской электроники постепенно угасала по мере того, как доходы росли, а брендовые смартфоны становились все более доступными. Но это внедрило культуру обмена знаниями между производителями, в которой ни один дизайн продукта не является священным. Линдтнер сравнивает культуру производственной экосистемы Шэньчжэня с движением разработчиков программного обеспечения за открытый исходный код. Подобно тому, как программисты свободно делятся кодом, чтобы другие могли его улучшить, шэньчжэньские производители теперь рассматривают оборудование и дизайн продукта как то, что можно свободно заимствовать и изменять. Успех в бизнесе зависит от скорости и исполнения, а не от оригинальности.

"Понятно, что повторение или копирование является частью культуры, и тот, кто лучше и быстрее, заключит сделку", – сказал Линдтнер.

Сегодня феномен китайского подражания выходит далеко за рамки транснациональных корпораций, таких как Gucci или Nokia, и затрагивает также стартапы. Благодаря Интернету фабрики и дизайнеры, ищущие очередной хит, могут легко обратиться к Kickstarter, Amazon или Taobao, чтобы узнать, какие гаджеты популярны. Они мгновенно обмениваются сообщениями с помощью WeChat, ведущего приложения для чата в Китае, или программного обеспечения для чата от Alibaba, что делает поиск поставщиков и планирование сборочной линии еще проще, чем в дни до появления смартфонов.

«Вся китайская система построена на идее, что у вас есть мгновенная связь и фактически бесконечная информация, — говорит Банни Хуанг, автор Основного руководства по электронике в Шэньчжэне. «Еще в 80-е люди говорили о производстве «точно в срок» как о чем-то, к чему нужно стремиться, — сказал он. «Но сейчас китайцы даже не знают другого пути».

Исполнение невозможно

Компании могут принять определенные юридические меры предосторожности, чтобы снизить риск копирования. Первый и решающий шаг, по словам Сун Чжу, который ведет судебные разбирательства по спорам в области интеллектуальной собственности между американскими и китайскими фирмами в калифорнийской юридической фирме Ruyak Cherian LLP, заключается в подаче заявки на патенты на полезные и промышленные образцы для продукта, который действителен в США, Китае и других странах. где-нибудь еще, кто надеется продать.

Предприниматели также должны подписать «соглашения NNN» с потенциальными китайскими партнерами, прежде чем раскрывать какую-либо интеллектуальную собственность. Этот контракт запрещает фабрикам-партнерам самим использовать интеллектуальную собственность после первого просмотра («неиспользование»), делиться ею с другими («неразглашение») или заключать партнерские отношения, а затем продавать дополнительные единицы самостоятельно («неиспользование»). обход").

Но даже с этими мерами защиты нет гарантии, что вы сможете помешать кому-либо копировать ваш продукт. Чжу сказал, что проблема заключается не в китайских судах, а в обеспечении исполнения решений. Выиграть дело против одной фабрики относительно легко. Но подавать в суд на каждую фабрику и выигрывать — дорого и долго.

«Вероятно, есть сотни небольших фабрик, которые могут увидеть продукт в Интернете и подумать: «Эй, я могу это сделать», — сказал Чжу. «Как вы собираетесь закрыть их всех? Как вообще узнать, где они? И деньги, которые вы тратите на судебные иски, больше, чем вы можете получить от судебного процесса».

В таком положении оказался Шерман со Stikbox. Хотя он еще не подал в суд, он сказал, что тратит 20% своего времени на отслеживание фабрик-подражателей через гигантские китайские сайты электронной коммерции. Иногда ему требуется до пяти дней, чтобы определить местонахождение одной фабрики.

«Фабрика подражателей не показывает свой адрес на Alibaba, только торговая компания, которая их представляет. Иногда вам нужно отследить две или три торговые компании, прежде чем вы доберетесь до самой фабрики», — сказал он Quartz.

Ваша отличная идея не имеет значения

Распространение подражательного производства создает головную боль не только производителям оборудования и стартапам. Это бросает вызов традиционным представлениям об интеллектуальной собственности, в частности, какие идеи ценны, а какие нет.

Десятилетия назад компания или предприниматель могли прийти к идее, а затем потратить годы на получение патентов, разработку дизайна, разработку производственного плана и вывод его на рынок. Обязательные контракты с партнерами помогли гарантировать, что эти идеи не перейдут к конкурентам, но также и высокая стоимость запуска завода, закупки компонентов и управления сборочными линиями.

С переносом мирового производственного центра в Китай последние препятствия практически исчезают. Фабрики строятся в импровизированных зданиях. Дешевой рабочей силы много. Поиск компонентов прост благодаря онлайн-рынкам, таким как Alibaba.В результате умные идеи, которые легко превратить в физические продукты, быстро превращаются в товар.

Компании теперь вынуждены смириться с этой новой реальностью. Недостаточно создать продукт с революционным дизайном или функциями, например, чехол для смартфона, который превращается в палку для селфи. Компании, занимающиеся созданием физических товаров, теперь должны производить продукты, которые невозможно точно скопировать с самого начала, сосредоточив внимание на особой функции, которую они могут защитить, или создавая желанный бренд, за который потребители будут платить больше.

"Если у вас есть простой продукт, пользующийся спросом на рынке, вас будут копировать", – говорит Бенджамин Джоффе, который работает со стартапами-производителями оборудования в Китае в фонде венчурного капитала HAX. «Вопрос в том, что у вас есть, что можно защитить?»

Компании могут защитить себя от копирования, инвестируя в программное обеспечение, которое дополняет физическое оборудование, а затем охраняя его. Apple, например, делает это с iPhone, на котором установлена проприетарная операционная система iOS, недоступная на других телефонах. Или они могут инвестировать в хорошо продуманный брендинг и маркетинг. GoPro, например, сделала себе имя среди своей целевой аудитории, состоящей из любителей спорта и фотографии. Это может помочь оградить его от конкуренции со стороны корейских LG, Xiaomi и небольших китайских подделок. (Конечно, существует множество поддельных камер GoPro, но некоторые потребители заплатят больше за настоящие.)

В качестве альтернативы компания может производить продукт, требующий сложных производственных ноу-хау, чтобы среднестатистическая фабрика не утруждала себя попытками его скопировать.

Например, гонконгский стартап Native Union создал наушник для смартфонов, который выглядит как старомодная телефонная трубка в форме полумесяца. Это было умно, но тут же было скопировано. Основатель Игорь Дык позже изменил направление компании и начал производить совершенно другой продукт — чехлы для смартфонов из итальянского мрамора, которые продаются по 80 долларов за штуку. Их сделать сложнее, чем обычное бытовое электронное устройство, что предотвращает появление подражателей.

"Когда вы используете сложное сырье, такое как мрамор, вам нужно хорошо разбираться в том, что является хорошим качеством, и вам нужно строгать его с помощью очень специальной машины", – сказал Дюк. «В то время как пластиковую инъекцию легко скопировать, то, что мы делаем сейчас, сложнее».

Яркая сторона подражателей

Йоффе, венчурный инвестор, утверждает, что некоторым компаниям может быть даже выгодно подражание, поскольку это может повысить узнаваемость самого продукта. «Если у вас есть больше клиентов, покупающих поддельный продукт, это повышает осведомленность о настоящем продукте и становится желанной вещью. В какой-то момент они смогут позволить себе настоящую вещь».

Это то, о чем напоминает себе Шерман, когда он изо всех сил пытается выполнить заказы, в то время как его покровители с пустыми руками на Kickstarter размышляют о том, чтобы вместо этого купить подделку на Taobao.

"Есть и другие чехлы для селфи-палок, но мы единственные, кто был скопирован. Таким образом, это показывает, что наш продукт стоит того, чтобы его копировали», — сказал он. «На ум приходит цитата: «Подражание — самая искренняя форма лести».

Тем не менее, по оценкам Шермана, он потерял «сотни тысяч» долларов потенциального дохода из-за подражателей. Подражание — это не только искренняя форма лести, но и дорогая.

Наша зависимость от редкоземельных элементов в нашем жадном до гаджетов мире растет, но их поставки далеки от стабильных. Либби Пик узнает об экологических затратах на добычу материалов и увеличении усилий по их переработке.

Подумайте практически обо всем, что символизирует современную жизнь, будь то электронные гаджеты, транспортные средства, такие как самолеты или автомобили (как электрические, так и бензиновые), передовое медицинское оборудование, такое как томографы, волоконно-оптические кабели, обеспечивающие мгновенную глобальную связь. , или даже ядерные реакторы, ветряные турбины и солнечные батареи, которые, как мы надеемся, заменят их, и, вероятно, это будет возможно благодаря как минимум нескольким редкоземельным элементам (РЗЭ).

< /p>

РЗЭ состоят из 15 металлических элементов-лантанидов, которые можно найти под основной частью таблицы Менделеева (номера 57–71, для фанатов химии), а также скандия (21) и иттрия (39). , которые, как правило, встречаются в редкоземельных соединениях и рудах и имеют схожие химические характеристики.

Эти элементы обладают уникальными магнитными, люминесцентными и каталитическими свойствами, что делает их незаменимыми в большинстве современных технологий.Однако, несмотря на название, редкоземельные элементы в целом не являются редкими (например, церия и неодима примерно так же много, как меди или никеля), но они обнаруживаются в таких низких концентрациях в земной коре, что их извлечение представляет собой невероятно трудную задачу. , дорогой и грязный процесс.

Поскольку редкоземельные элементы встречаются вместе и очень похожи друг на друга, показывая лишь очень небольшие различия в растворимости и химическом образовании, их очистка очень сложна, как правило, включает растворение больших кусков природной руды в партиях промышленных кислот тысячи раз. для обеспечения химической фильтрации элементов. В процессе образуется огромное количество токсичных и радиоактивных жидких отходов, что приводит к значительному ухудшению состояния окружающей среды и множеству опасностей для здоровья тех, кто работает на рудниках и перерабатывающих предприятиях, что в некоторой степени объясняет доминирование Китая на рынке редкоземельных элементов: более развитые страны менее готовы принять экологические и человеческие потери, связанные с их производством.

Доктор Эрик Шелтер, изучающий способы переработки редкоземельных элементов в Пенсильванском университете (подробнее об этом чуть позже), отмечает: "Все слышали о кровавых алмазах, но, возможно, люди не слышали о кровавом кобальте или тантале". или литий, если уж на то пошло».

Однако все больше людей осознают, что добыча этих важных материалов дорого обходится людям и окружающей среде. В 2015 году журналист Би-би-си Тим Моэн посетил редкоземельные рудники в Баотоу во Внутренней Монголии, автономном районе на севере Китая, который поставляет большую часть редкоземельных элементов в мире, и назвал его «адом на земле». Посетив «пруд» хвостохранилища, куда сбрасываются отходы горнодобывающей промышленности, Моган добавил: «Ничто не подготовило меня к этому зрелищу. Это действительно инопланетная среда, антиутопическая и ужасающая. Мысль о том, что это сделано руками человека, угнетала и пугала меня, как и осознание того, что это побочный продукт не только бытовой электроники в моем кармане, но и зеленых технологий, таких как ветряные турбины и электромобили, которыми мы так самодовольно восхищаемся в Запад».

Несмотря на зависимость Запада от РЗЭ, почти все они в настоящее время поступают из Китая, при этом страна производит 95 % мировых запасов по состоянию на 2010 год. Его доминированию способствовал тот факт, что в подорвали мировые цены, а это означало, что многие шахты в других странах были вынуждены закрыться. Однако в связи с растущим спросом на элементы Китай объявил об ограничениях на экспорт редкоземельных элементов в 2009 году, сославшись (вполне правдоподобно) на экологические проблемы и спровоцировав дипломатический конфликт с такими странами, как Япония, ЕС и США. В конце концов, Всемирная торговая организация постановила, что Китай нарушил соглашения о свободной торговле, вынудив страну снять ограничения. Однако в ходе разработки были вновь открыты некоторые закрытые шахты, в том числе шахта Molycorp в Маунтин-Пасс в Калифорнии, и вынудили многие страны активизировать усилия по обеспечению запасов этих критически важных материалов.

В справочном документе от 2013 года представители ЕС (в котором очень мало месторождений редкоземельных металлов — в Швеции, Германии и, возможно, Ирландии) отметили: РЗЭ, но в целом характеризуется недостаточным предложением. Напряженность особенно высока в отношении пяти РЗЭ (неодим, европий, тербий, диспрозий и иттрий), спрос на которые, как ожидается, вырастет до 30 процентов. Только по лантану ожидается профицит».

В документе добавлено, что «ввод в эксплуатацию нового рудника — это сложный и долгосрочный проект», который займет от 10 до 15 лет, и указано, что большинство стран включили редкоземельные элементы в свой список критических или опасных. Действительно, РЗЭ заняли первое место в «Списке рисков 2012 года» Британской геологической службы, что дало им индекс относительного риска предложения 9,5 из 10.

Несмотря на давление с поставками этих жизненно важных элементов и растущее признание их критического характера и экологических последствий, переработка редкоземельных элементов практически не осуществляется. Есть несколько причин их низкой скорости переработки. Во-первых, в отличие от драгоценных металлов, используемых в электронике, количество редкоземельных элементов в каждом приложении обычно очень мало — например, каждый смартфон содержит всего 50 миллиграммов неодима и 10 миллиграммов празеодима. Элементы также часто комбинируются таким образом, что их трудно разделить (точно так же, как когда они находятся в земле), а в некоторых случаях, как в случае с редкоземельными элементами в сенсорных экранах, они распределены по всему материалу на молекулярном уровне. .

Более того, типичный метод, используемый в настоящее время в развитых странах для переработки бывшей в употреблении электроники, а именно измельчение и измельчение гаджетов в порошок, из которого извлекаются компоненты, означает, что редкоземельные элементы, уже в таких крошечных концентрациях, обычно теряются. Это особенно верно, если присутствует железосодержащий материал, поскольку редкоземельные элементы с магнитными свойствами будут прилипать к железосодержащим веществам. Действительно, недавнее исследование, проведенное Институтом инновационных материалов в Делфте в Нидерландах, показало, что измельчение жестких дисков для переработки привело к потере 90% редкоземельного неодима, используемого вместе с диспрозием в мощных магнитах для жестких дисков. Исследователи отмечают: "Большие потери материала, возникающие при измельчении материала, вызывают серьезные сомнения в полезности этого типа переработки как решения дефицита".

Даже когда предпринимается попытка переработки, она может быть либо слишком дорогой, либо наносить ущерб окружающей среде: например, пирометаллургические методы выделения элементов путем нагревания электроники до очень высоких температур требуют огромного количества энергии. В то же время наиболее распространенный метод, используемый в настоящее время для переработки редкоземельных элементов, — жидкостная экстракция, которая включает растворение отходов в сильных кислотах перед экстракцией редкоземельных элементов с помощью ряда растворителей — очень точно отражает метод их извлечения из руды и может занять несколько недель. Исследователь из Университета Пенсильвании Зик Коул поясняет: «Они просто пропускают тонны растворителей друг за другом в непрерывном режиме. Он потребляет огромное количество энергии, и в результате этого процесса образуется много жидких отходов».

И если этот список недостаточно длинный, еще одна проблема после отмены экспортных ограничений Китая заключается в том, что цены на редкоземельные элементы снова упали, что привело к многочисленным многообещающим попыткам переработки основателя на основе стоимости. Бельгийская химическая компания Solvay, например, приобрела французскую компанию Rhodia, которая занималась разработкой приложений по переработке редкоземельных элементов в автомобильной, светотехнической и электронной промышленности, но отметила в обновлении 2015 года об инициативах по переработке редкоземельных элементов, которые она унаследовала: «Теперь, когда РЗЭ вернулись к более нормальным ценам, большинство этих инициатив по [переработке] убыточны». Он добавил, что в будущем компания сосредоточит усилия по переработке только «наиболее ценных РЗЭ», и что «из-за динамики рынка РЗЭ [ источники за пределами Китая] останется небольшая часть сырья РЗЭ».

Тем не менее, исследования в области переработки продолжаются, особенно в таких странах, как Япония и США, где высока зависимость от редкоземельных элементов (Великобритания также недавно запустила программу замкнутого цикла восстановления критического сырья (CRM), управляемую организацией Waste и Программа действий по ресурсам (WRAP), финансируемая программой ЕС LIFE, которая направлена на увеличение сбора бывшей в употреблении электроники и включает РЗЭ в свою цель по увеличению переработки CRM на пять процентов к 2020 году). В США Институт критических материалов Министерства энергетики (CMI) занимается исключительно уменьшением зависимости страны от Китая в отношении редкоземельных металлов и добился определенного прогресса в различных методах переработки, в том числе с использованием сверхкритического диоксида углерода, ионных жидкостей и электрохимические методы.

Особый успех, о котором кричало учреждение, был достигнут в форме двухэтапного процесса экстракции жидких металлов, в котором используются те самые незначительные различия между свойствами растворимости различных элементов для выделения редкоземельных металлов. В методе жидкостной экстракции CMI металлолом расплавляется с магнием, потому что, как объясняет ученый CMI Райан Отт: «Магний имеет хорошую растворимость с редкоземельными элементами, особенно с неодимом, и плохую растворимость с другими компонентами магнитов, такими как железо и бор. .”

Редкоземельные элементы с меньшим атомным весом, такие как неодим, связываются с магнием и оставляют после себя железный лом и другие материалы, а затем извлекаются из магния с помощью вакуумной перегонки. На втором этапе другой материал используется для связывания и извлечения редкоземельных элементов с более тяжелым атомным весом, таких как диспрозий. «Извлечение более тяжелых редкоземельных элементов всегда было трудностью этого процесса, и эти материалы являются наиболее ценными. Таким образом, поиск способа сделать это успешно стал ключом к тому, чтобы сделать этот метод крупномасштабной переработки более экономически выгодным», — заключает Отт.

В другом проекте CMI исследователи используют ионные жидкости, или «расплавленные соли», которые часто используются в качестве растворителей и считаются более безопасными, чем альтернативы, для разделения редкоземельных элементов.Ученый Аня Мудринг, возглавляющая проект, объясняет: «Мы настраиваем ионные жидкости таким образом, чтобы они растворяли оксиды редкоземельных элементов, а затем мы используем электроосаждение, при котором электричество проходит через жидкость для создания химического изменения. , чтобы получить редкоземельные элементы в металлической форме».

А за пределами CMI, но все еще в США, ученые из Пенсильванского университета, как упоминалось выше, специально исследовали, как разделить редкоземельные элементы неодим и диспрозий, используемые вместе в небольших мощных магнитах, используемых во многих высоких -технические устройства. Они разработали метод химического разделения этих двух веществ, который, по их словам, прост, производит мало отходов и может быть выполнен за считанные минуты. Ведущий исследователь Эрик Шелтер поясняет: «В принципе, проще вывести неодим и диспрозий из технологии, чем вернуться и добывать больше минералов, в которых они изначально были обнаружены. Эти минералы состоят из пяти элементов, которые нужно разделить, тогда как у неодимового магнита в генераторе ветряной турбины их всего два».

Аспирант Джастин Богарт добавляет: «Когда мы начинали, нашей целью было сделать разделение редкоземельных элементов более простым и эффективным, и мы добились успехов именно в этом. Мы разработали способ разделения двух металлов путем селективного растворения неодима в растворе и оставления диспрозия в виде твердого вещества. Этот быстрый и простой метод позволил нам разделить равные смеси металлов на образцы со степенью чистоты 95 %».

Шелтер заключает: "Это разделение можно провести за пять минут, в то время как метод жидкостной экстракции занимает недели. У потенциального переработчика магнитов, вероятно, нет капитала, чтобы инвестировать в целую установку для разделения жидкости, поэтому наличие химической технологии, которая может мгновенно отделить эти элементы, позволяет мелким переработчикам извлекать выгоду из своих материалов».

Недавно группа Шелтера решила применить этот метод к другим редкоземельным элементам и в декабре прошлого года опубликовала статью в Proceedings of the National Academy of Sciences, в которой говорилось, что этот метод может потенциально может быть распространен на всю серию редкоземельных элементов, хотя в документе отмечены различные уровни успеха, когда метод был опробован на комбинациях шести редкоземельных элементов. Дальнейшие исследования будут посвящены усовершенствованию системы, а также поиску более дешевого и экологичного растворителя (используемый бензол является канцерогенным).

Более того, исследования не ограничиваются переработкой. Многие крупные корпорации также стремятся перерабатывать редкоземельные элементы, в то время как другие стремятся их заменить. Недавно компания Nissan объявила, что ей удалось сократить использование диспрозия в магнитах своих электромобилей Leaf на 40 процентов, в то время как Tesla пошла еще дальше и создала асинхронный двигатель с медным ротором для своих электромобилей Model S, который не использует редкоземельные элементы.

Эта статья взята из выпуска 88

В то же время Apple, которая недавно объявила о своем долгосрочном стремлении использовать в своих продуктах только возобновляемые и переработанные материалы, осознала (кто-то сказал бы с запозданием) ценность разборки. В 2016 году компания запустила две линейки роботов под названием Liam — одну в Калифорнии и одну в Нидерландах, каждая из которых способна разбирать 1,2 миллиона iPhone 6 в год для извлечения компонентов для повторного использования. Хотя это капля в море по сравнению с 78,29 млн телефонов, проданных только в первом квартале 2017 года, возможно, это шаг в правильном направлении.

Как отмечается в официальном документе Лиама: "Для таких материалов, как редкоземельные элементы, переработанных материалов пока не существует в достаточных объемах, поэтому дискретная разборка – это первый шаг к развитию рынка переработанных материалов".

Но прогресс на развивающихся рынках вторичного сырья продвигается гораздо медленнее, чем прогресс в самих технологиях, и успех в этой области не может быть достигнут достаточно быстро. В последнее время многие игроки в международном сообществе рассматривают морское дно как потенциальный источник РЗЭ, потенциально подвергая риску его хрупкие экосистемы (которые уже серьезно пострадали из-за неспособности общества управлять пластиком!), при этом эксперты предупреждают, что обширные добыча редкоземельных элементов в этой среде может иметь катастрофические последствия. Поскольку мировая жажда новых технологий не показывает признаков ослабления, усилия по переработке и замене редкоземельных элементов в наших многочисленных устройствах становятся все более насущными.

Некоторые высококачественные телевизоры уже стоят на 30% дороже, чем прошлым летом. Поскольку кризис продолжается, ожидайте, что цены на гаджеты вырастут еще больше.

Чтобы повторно просмотреть эту статью, перейдите в раздел "Мой профиль" и выберите "Просмотреть сохраненные истории".

< бр />

Острая нехватка интегральных схем для дисплеев приводит к стремительному росту цен на некоторые потребительские технологии. Фотография: Филип Пачеко/Getty Images

Телевизоры, ноутбуки и планшеты пользовались повышенным спросом во время пандемии Covid-19, поскольку люди работали и учились с помощью Zoom, общались по Skype и смотрели Netflix, чтобы смягчить тоску из-за карантина. Но все это дополнительное экранное время также привело к кризису поставок полупроводников, из-за которого цены на некоторые гаджеты, начиная с телевизоров, резко выросли.

По данным исследовательской компании NPD, за последние месяцы цены на более крупные модели телевизоров выросли примерно на 30 % по сравнению с прошлым летом. Этот скачок является прямым результатом текущего кризиса чипов и подчеркивает, что исправить ситуацию сложнее, чем просто нарастить производство. Это также может быть лишь вопросом времени, когда другие гаджеты, использующие ту же схему, в том числе ноутбуки, планшеты и гарнитуры виртуальной реальности, испытают аналогичный шок от наклеек.

Некоторые производители уже сообщили о возможном повышении цен. Asus, тайваньский производитель компьютеров, заявил во время квартального отчета о прибылях и убытках в марте, что нехватка компонентов будет означать «дальнейшее повышение цен», что, вероятно, затронет потребителей.

«Цены на эти компоненты определенно — к сожалению — растут», — говорит Майкл Херлстон, генеральный директор Synaptics, компании, которая продает интегральные схемы для управления сенсорными дисплеями производителям бытовой электроники. "В некоторых случаях мы передаем эти цены нашим клиентам, и мы слышали, что они передают эти повышения своим клиентам".

Несмотря на то, что в полупроводниковой отрасли ощущается нехватка предложения, эти интегральные схемы для дисплеев создают особые проблемы. Поскольку они не особенно продвинуты, схемы обычно изготавливаются на заводах по производству микросхем, которые на несколько поколений отстают от передовых технологий. Поскольку производители чипов сосредоточились на строительстве более совершенных заводов по производству более ценных компонентов, у них было мало стимулов для инвестиций в мощности на старых предприятиях. Их просто невозможно производить больше, даже когда спрос резко возрастает.

"Все, что имеет встроенный экран, пострадает от повышения цен".

Поль Ганьон, Omdia

Всевозможные устройства уже пострадали от нехватки чипов. На этой неделе Sony заявила аналитикам, что PlayStation 5 останется в дефиците до 2022 года из-за кризиса. Компании, выступающие в качестве брокеров по электронным компонентам, говорят, что цены на некоторые компоненты подскочили на несколько порядков; регуляторы напряжения, используемые в бесчисленном количестве продуктов, которые обычно стоят 50 центов, продаются по цене до 70 долларов. Но на потребительском уровне продукты, для которых требуются интегральные схемы дисплея, в первую очередь и сильнее всего ощущают влияние из-за этих заводских ограничений.

"Недавно я слышал, что запасы истощились", – говорит Пегги Кэррьерес, вице-президент Avnet, поставщика электронных компонентов. «Поэтому новые цены ударят по розничным торговым точкам и потребительскому потреблению».

Несмотря на то, что это один тип интегральных схем, их влияние огромно. «Этот рост цен повлияет на все, во что встроен экран», — говорит Пол Ганьон, старший директор по исследованиям потребительских устройств в аналитической компании Omdia. По его словам, это относится и к производителям ПК, которым удалось избежать увеличения продаж, продавая устройства по той же цене, но, например, с меньшим объемом памяти.

Продавец электроники Monoprice пострадал от нехватки компонентов, – говорит Пол Коллас, вице-президент компании по продуктам. Он утверждает, что Monoprice не будет повышать цены, но, возможно, ей придется отменить распродажи и другие акции. «В некоторых случаях мы также видим необходимость вкладывать больше средств в авансовые платежи партнерам, чтобы гарантировать надежность запасных частей для удовлетворения наших потребностей в поставках».

Читайте также: