1. Basnaesiet
Voor de transitie naar hernieuwbare energie is veel elektriciteit nodig die wordt opgewekt door beweging en vice versa. Denk maar aan hoe de draaiende bladen van een windturbine een generator aandrijven die elektriciteit maakt. Het belangrijkste onderdeel in deze omschakeling van beweging naar elektriciteit is een sterke magneet. En als je ooit op zoek bent geweest naar een sterke permanente magneet, dan weet je dat er moeilijk betere te vinden zijn dan neodymiummagneet.
Neodymium behoort tot een groep chemische elementen die we zeldzame aardelementen noemen. Maar waar komen deze zeldzame aardelementen vandaan? Het mineraal bastnaesiet! Het werd voor het eerst ontdekt in de Bastnäsmijn in Zweden, vandaar de naam, maar dit mineraal wordt voornamelijk gedolven in China. Als je nog nooit van dit mineraal hebt gehoord, ben je zeker niet de enige, maar bastnaesiet is een naam om te onthouden. Het is moeilijk om je een energietransitie zonder dit mineraal voor te stellen.
Afbeelding door Rob Lavinsky, iRocks.com
2. Jadariet
Elektrische voertuigen verminderen de hoeveelheid koolstofdioxide die wordt uitgestoten door ons vervoer enorm, maar ze hebben lichte en krachtige batterijen nodig die genoeg elektriciteit opslaan om honderden kilometers mee te rijden. Voor deze batterijen gebruiken lithium. Lithium wordt gewonnen uit zeer zoute pekel in zoutmeren hoog in de Zuid-Amerikaanse Andes. Maar in 2005 ontdekten geologen het mineraal jadariet in enorme hoeveelheden in rotsen diep onder de Jadar-vallei in Servië. Het bevat lithium en andere elementen. Er zou genoeg jadariet in Servië moeten zijn om batterijen te maken voor minstens honderd miljoen elektrische voertuigen.
De chemische samenstelling van dit mineraal is natrium-lithium-boorsilicaathydroxide. Dit komt bijna perfect overeen met de chemische samenstelling van het fictieve materiaal kryptoniet (helaas gloeit het niet groen!). We weten niet of jadariet Superman zou doden, maar de superkracht ervan kan een turboboost geven aan CO2-neutraal rijden.
Afbeelding door Dungodung - Eigen werk
3. Chalcopyriet
Als samenleving gebruiken we al veel koper, maar een wereld die draait op groene stroom zal nog veel meer nodig hebben, niet minder. Denk maar aan alle kabels om elektriciteit te verplaatsen. We halen dit glimmende veelzijdige metaal uit gesteente dat minder dan één gewichtsprocent koper bevat. Deze gesteenten worden gedolven in gigantische dagbouwmijnen zoals Escondida in Chili, de grootste dagbouwmijn ter wereld.
Het koper in deze gesteenten zit voornamelijk in het mineraal chalcopyriet. Dit mineraal is nauw verwant aan pyriet, dat we ook kennen als 'het goud der dwazen'. Maar dit is geen materiaal voor dwazen! Naast koper bevat chalcopyriet van sommige plaatsen kleine hoeveelheden van de chemische elementen indium, gallium en germanium. Dat is ook goed nieuws voor de energietransitie, want dat zijn hightech elementen die nodig zijn voor bijvoorbeeld de volgende generatie zonnepanelen. Op deze manier kan het kopermineraal chalcopyriet helpen om de aanvoer van deze kritieke grondstoffen voor de energietransitie veilig te stellen.
Afbeelding door Rob Lavinsky, iRocks.com
4. Kobaltiet
Middeleeuwse Duitse mijnwerkers die naar zilvererts graafden, vonden soms ertsen die niet goed gesmolten konden worden of die vieze dampen afgaven. Ze dachten dat deze ertsen 'behekst' waren door een ondeugend mythisch koboldachtig wezen. Later, toen bleek dat de behekste aard van het erts een nieuw chemisch element was, kreeg het de naam kobalt. Kobalt is een cruciaal element in de kathode van lithiumbatterijen - essentieel voor elektrische voertuigen en onze mobiele telefoons en laptops.
Maar kobalt is een van de meest problematische grondstoffen, omdat meer dan de helft van de wereldvoorraad afkomstig is uit Centraal-Afrika, waar de winning soms in verband wordt gebracht met kinderarbeid en mensenrechtenschendingen door lokale krijgsheren die van de mijnen profiteren. Hoewel veel batterijfabrikanten ernaar streven om kobalt in hun batterijen te vervangen, blijkt dit een grote uitdaging en is er momenteel weinig uitzicht op een kobaltvrije batterij. Dus of we het nu leuk vinden of niet, kobaltiet (hopelijk gecertificeerd en op verantwoorde wijze gewonnen) zal waarschijnlijk een mineraal zijn aan de basis van de energietransitie.
Afbeelding door gebruiker Tor Svensson
5. Olivijn
Naast mineralen die ons helpen een wereld zonder nieuwe koolstofuitstoot te creëren, moeten we ook de hoeveelheid van het broeikasgas CO2 in de atmosfeer terugbrengen naar een veiliger niveau. Olivijn kan ons daarbij helpen. Olivijn en koolstofdioxide reageren graag met elkaar en veranderen in een nieuw mineraal - een magnesiumcarbonaat genaamd dolomiet.
Een ton olivijn reageert met 600 kg CO2 en maakt 1200 kg carbonaat en 400 kg silica, een grondstof voor de cementindustrie en zonnepanelen. Hoewel grootschalige toepassingen van olivijn om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen waarschijnlijk nog ver weg zijn, worden er al veelbelovende experimenten gedaan om reactoren te bouwen waarin deze reactie efficiënt kan worden uitgevoerd.
Over de auteur: Arjan Dijkstra is universitair docent Aardmaterialen aan de faculteit Geo-informatiewetenschappen en Aardobservatie. Zijn onderzoek richt zich op de mineralen die de kritieke grondstoffen leveren voor de Energietransitie.
Dit is een bewerkte versie van een artikel op ons belangrijkste online platform voor hoogwaardige geospatiale content en cutting-edge onderwijs: Geoversity. Wil je meer weten over deze mineralen, lees dan het volledige artikel op Geoversity (in het Engels).
