Producción mundial anual
Óxido de escandio
Secreto de aleaciones ligeras y soldables
¿Qué es el óxido de escandio?
En su forma básica, el óxido de escandio es un metal ligero blando de color blanco plateado. Suele aparecer como subproducto en el procesamiento de minerales que contienen uranio u otras tierras raras. El óxido de escandio se utiliza cuando se necesitan aleaciones especialmente duras y muy ligeras. Se utiliza en la construcción de coches y bicicletas ligeros, así como en la aviación. Una aleación de aluminio y óxido de escandio «aligera» los aviones entre un 15% y un 20% en comparación con los modelos típicos del mercado. En la industria automovilística china, las aleaciones de aluminio y escandio se están convirtiendo cada vez más en la norma. Actualmente, Europa sigue siendo reacia a invertir demasiado en óxido de escandio, ya que la tierra rara sólo puede obtenerse en unos pocos países. A largo plazo, la industria automovilística europea y, por tanto, también la alemana, no podrá prescindir de este metal ligero si quiere seguir el ritmo de China.
A quien le guste ir a los estadios de fútbol ya conocerá otro efecto del óxido de escandio: su capacidad para brillar (en los focos). Por último, pero no por ello menos importante, el escandio hace algo por el medio ambiente
- Las pilas de combustible de óxido sólido con esta tierra rara reducen la huella de CO2 del suministro eléctrico.
Principales ámbitos de aplicación
- Focos
- Aleaciones ligeras para aviones, vehículos espaciales y automóviles
- Pilas de combustible de óxido sólido
- Herramientas de corte por láser
- Almacenamiento magnético de datos
- Pantallas de PC y TV
- Pilas de combustible de óxido sólido
- Electrolizadores para hidrógeno verde
- Superconductor de alta temperatura
Datos sobre el óxido de escandio
Volumen de producción anual en todo el mundo
Las energías renovables podrían aumentar la demanda a 72 toneladas en 2040
El óxido de escandio es indispensable para el éxito de la transición energética, ya que es necesario para la electrólisis del hidrógeno verde. Al igual que el platino, se utiliza en los electrolizadores, por lo que es un mineral clave indispensable en la producción de hidrógeno. El óxido de escandio también se utiliza en las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y tiene mejor conductividad y temperaturas de funcionamiento más bajas en la electrólisis de óxido sólido (SOEL).
Bosch tiene previsto iniciar la producción en serie de pilas de combustible de óxido sólido a partir de 2024. La empresa ya ha conseguido reducir considerablemente sus emisiones de CO2 en varios proyectos piloto. En Salzgitter, la empresa está haciendo grandes progresos con un proyecto para probar un suministro de energía descentralizado y respetuoso con el medio ambiente mediante pilas de combustible de óxido sólido. Los elementos combustibles pueden funcionar con gas natural, biometano y, en el futuro, hidrógeno verde. Producen electricidad y calor de forma ecológica, con un rendimiento eléctrico del 60 % y un rendimiento global del 85 % si se tiene en cuenta el calor generado. La eficiencia es una medida de rendimiento y representa la relación entre la energía eléctrica y térmica generada y la energía del combustible utilizado.
La producción mundial de escandio es de 20 a 30 toneladas anuales. Sin embargo, debido a la expansión masiva de las energías renovables, se supone para 2040 un déficit de suministro de alrededor del 740% de la producción anual de 2018. Las estimaciones conservadoras de la demanda de óxido de escandio para la energía verde en 2040 oscilan entre 34 y 72 toneladas si se utilizan tanto el óxido de escandio como el itrio. El escenario sin cambios daría lugar a una producción anual de 38 toneladas en 2030 si se mantiene el aumento anual.
Minería y extracción
Las fuentes actuales son China, Ucrania y Rusia. También hay enormes costras de hierro y manganeso en el lecho marino del océano Ártico que contienen óxido de escandio, una fuente potencial para el futuro. Sin embargo, el mercado del escandio es actualmente demasiado pequeño para explotar estos nódulos de manganeso, que se encuentran a profundidades de 1600 a 3000 metros. Esta tierra rara se encuentra en pequeñas cantidades en hasta 800 minerales. La mayor parte se extrae de la thortveitita, pero también de la euxenita, la gadolinita, la escandio-oxiolita, la bazzita y la colbekita. El escandio también suele ser un subproducto de la producción de uranio, por ejemplo en Kazajstán, Rusia y Ucrania. En Rusia, se produce a partir de la apatita y, como en los proyectos mineros de Río Tinto en Australia, también en la producción de aluminio a partir del lodo rojo durante la extracción de bauxita. En Filipinas, el óxido de escandio también se extrae junto con el níquel. Sin embargo, la mayor parte del óxido de escandio procede de China.
Mercados en crecimiento
- Focos
- Aleaciones de aluminio y escandio para aviones ligeros, coches y bicicletas
- Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC)
- Electrolizadores para hidrógeno verde
- Láser
- Almacenamiento magnético de datos (por ejemplo, discos duros)
- Pantallas de PC y TV
- Aditivos en catalizadores
Dato de interés:
Un equipo internacional de investigación ha conseguido sentar las bases de una nueva generación de relojes atómicos utilizando óxido de escandio. En lugar de utilizar como reloj la resonancia de los átomos de cesio o estroncio irradiados por microondas, los investigadores se basan ahora en la resonancia de los núcleos atómicos del óxido de escandio. Hasta ahora, los relojes atómicos tenían una precisión de un segundo en 15.000 millones de años, lo que los convertía en los instrumentos de cronometraje más precisos del mundo. Sin embargo, los nuevos relojes de escandio representan otro enorme salto adelante: tienen una precisión de un segundo en 300.000 millones de años. Así que ya no hay excusa para los notorios rezagados.
