当您想到绿色技术时，您会想到什么？可能是太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车。您最不可能想到的是采矿，但对于某些人来说，它正迅速成为与该行业最相关的问题之一。
关键矿产的开采很快就控制了地缘政治。这让特朗普重新审视了他的关税（并呼吁对格陵兰岛征收关税），并且随着我们向净零过渡，这一问题只会变得更加重要。那么，为什么各国关心关键矿物，剑桥的研究如何反映人们对该领域日益增长的兴趣呢？为了找到答案，我与地球科学和材料科学系的主要学者讨论了这个话题。
“关键矿物的定义实际上取决于您的位置和可用的供应，”地球科学系通讯协调员艾琳·马丁-琼斯博士说。一般来说，铜、锂、钴和稀土元素被认为是常见的可疑元素，并且对于大多数国家来说很难获得。
“对关键矿物的需求与绿色科技的未来交织在一起，我们以负责任的方式获取资源至关重要”
电线和电气元件需要铜，电池需要锂和钴，磁铁需要稀土元素。然后，这些磁铁被用于发电机的电机，例如风力涡轮机和电动汽车中的电机。
由于对关键矿物的需求与绿色技术的未来交织在一起，因此以负责任的方式获取这些矿物至关重要。地缘政治紧张局势、腐败和剥削都威胁着急需物资的安全。
“地球科学通常被简单地认为是对岩石和化石的研究，但它是一个如此重要的学科。每当你需要自然资源时，你就需要地球科学，”艾琳解释道。 “该部门的研究着眼于了解稀土矿物形成的地质条件；（例如）岩浆压力和温度如何影响其形成。”
尽管这个话题似乎曾经被搁置一旁，但一颗种子正在该部门发芽。最近，该系进行了重组，设立了一个新的“关键矿物”研究领域，并开发了有关稀土主题的本科讲座课程。
“地球科学作为一门学科，该领域缺乏新的研究人员。这就是为什么我们正在培养新的人才并让他们对它感到兴奋。”对古代岩浆室中稀土元素富集过程进行建模的博士后 Carrie Soderman 博士告诉我。
凯莉和她的同事最近访问了格陵兰岛南部，研究影响关键矿物研究的岩石。 “我们专注于非常特殊的碱性火成岩背后的科学。”这些岩石是稀土元素最丰富的来源之一，这也是特朗普重振美国对格陵兰岛兴趣的原因之一。
“历史上，格陵兰岛的三个遗留矿山造成了水道污染，永久破坏了周边地区的生态”
“通过对这些系统的行为进行建模，我们希望确定这些独特的岩石是如何形成的，以及为什么它们富含关键矿物质。”嘉莉说。因此，这项研究可用于预测关键矿点的位置，但了解仍然是主要目标。
然而，格陵兰人和各个工会出于环境原因阻止了许多采矿作业。历史上，格陵兰岛的三个遗留矿山曾对水道造成污染，永久破坏周边地区的生态。矿物运输和开采还需要大量基础设施。因此，特朗普关于吞并格陵兰岛的大胆言论可能表明他不耐烦，并希望通过彻底控制该地区来规避任何担忧。
美国急于求成是有充分理由的：中国在稀土矿生产中占据主导地位，占全球加工量的90%，并利用其市场控制权作为关税战中的讨价还价筹码。如果美国想减少对中国的依赖，那么寻求控制格陵兰岛的自然资源就很有意义。
有待回答的一个问题是该技术是否可以用替代的非关键材料来制造。电池材料的选择提供了一个例子，说明情况有多么复杂。为了讨论这个问题，我采访了我所在部门——材料科学与冶金系的李壮楠博士。
20世纪末，许多汽车电池都使用了稀土元素。然而，该技术很快就被不需要稀土的锂离子电池所取代。
“它提出了一个丑陋、令人不安的问题：我们使用的技术以及能源转型的需求是否是其他弱势群体遭受苦难的原因”
“那些早期的电池非常坚固并且能够耐受过度充电，”庄南解释道。 “但向锂离子电池的转变很大程度上是由其优越的能量密度、较轻的重量和不断下降的生产成本推动的——性能和经济性发挥了主要作用。”
解决方案看起来很简单：遵循经济上有利可图的做法，然后就不再使用稀土。不幸的是，锂离子电池依赖于钴催化剂——另一种关键矿物——而其中大部分来自刚果。
在刚果民主共和国，手工开采钴存在重大问题。由于缺乏国家当局的存在，一百多个武装团体正在刚果东部争夺土地。权力真空以及对钴和其他矿物控制权的竞争使得这些团体得以扩散。这些团体通过强奸、抢劫和处决进行恐吓，系统性地袭击刚果人民，使他们流离失所。国际刑事法院自 2004 年以来一直在调查该地区的战争罪。最近，刚果民主共和国政府使用“基因成本”一词来描述这种情况。
因此，它提出了一个丑陋且令人不安的问题：我们使用的技术以及能源转型的需求是否会导致他人遭受痛苦。对于庄南来说，刚果局势是一个行动号召。
他告诉我，“你注意到刚果的重要性是正确的。这个问题已成为研究和工业界的主要关注点。这也是我们小组通过锂硫电池研究无钴替代品的原因之一。”
硫磺储量丰富、价格低廉且全球供应，这使其在环境和道德上都是有利的。锂硫电池仍然相对不稳定，大规模生产很困难，但庄南希望改变将会到来。 “我们需要尽快转向更加可持续和对社会负责的能源存储解决方案，但重要的是要记住，发展往往是一个持续的过程，而不仅仅是一步解决方案。”
因此，研究人员不断解决当今的问题：资源层面的地球科学家、材料层面的材料科学家以及最终产品的工程师。每个部门的贡献对于我们向公正和更可持续的世界过渡至关重要，科学的作用从未如此重要。对于剑桥大学来说，将重点转向关键矿物的重要性是一个积极的信号，表明我们愿意全面解决绿色转型问题。
至关重要的是，我们不要忽视那些为保护家园免遭剥削性采矿而奋斗的土著居民，无论他们是刚果儿童还是苏丹儿童、查蒂斯加里农民还是美洲原住民（还有无数我不知道的例子），并让每个人都参与到向绿色未来过渡的过程中。
