随着全球推动的，减少温室气体排放，它是讽刺意味的是，几种能源或资源节省技术不仅仅是最完整的，因为我们没有足够的原材料来制造它们。
例如，新的关键材料研究所主任Alex King说，每个风电场都有几个涡轮机闲置，因为它们的脆弱齿轮箱已经崩溃了。当然，它们可以修复，但这需要时间 - 并且同时没有收集风力。现在你可以制作一个更可靠的风力涡轮机，根本不需要变速箱，但是王指出，但你需要一个所谓的“稀土”金属的卡车，并没有提供。同样，我们都可以使用下一代荧光灯灯泡，这是当前标准的两倍。但是当美国能源部（DOE）试图制作那个开关2009年，像一般电动喊道的公司：他们将无法抓住足够的稀土来制造新灯泡。
迈向新的和更好的技术 - 从智能手机到电动汽车 - 由于地质和政治都是对异国情调金属的不断增加的需求。薄，廉价的太阳能电池板需要碲，这占地壳的0.0000001％，比黄金稀有三倍。高性能电池需要锂电池，只能在安第斯山脉中轻松提取。
2011年，“稀土”金属的平均价格飙升了750%。
铂金作为燃料电池中的催化剂，将氢气变为能量，几乎完全来自南非。
研究人员和工业工人在2011年，这些潮湿的供应链造成的问题令人震惊，当时“稀土” - 包括荧光灯泡的百年帝国和铕的平均价格;和钕，用于强大的磁铁中，有助于驾驶风力涡轮机和电动发动机 - 一年内击落高达750％。问题是，中国占全球稀土产量的97％，纷纷夹在贸易上。解决方案被斡旋，价格震荡褪色，但稀土的未来供应问题的威胁和其他所谓的“关键元素”仍然是织机。
这就是为什么在位于Doe's Ames实验室的关键材料学院创造了为什么。该研究所于6月份开业，官方革命院是9月。它的使命是预测接下来的哪些材料将成为问题，以改善供应链的工作，并尝试发明不需要这么多关键元素的替代材料。该研究所是全世界少数组织试图解决关键元素问题的组织之一，哪些组织像美国物理社会一直在呼吁关注好多年了。“这是欧洲当前的一个热门话题，”欧盟委员会ERA-MIN项目的协调员奥利维尔·维达尔(Olivier Vidal)说。ERA-MIN是少数几个正在加速实施的欧洲项目之一。
“这真的很紧急，”King说。“我们今天面临真正的挑战 - 我们明天需要解决方案，而不是后一天。”
尽管对能源技术至关重要的金属的成本高，但这种金属很少，但据估计，据估计，据估计稀土金属占稀土金属。ruediger kuehr是解决波恩的电子废物问题（步骤）倡议的负责人表示，每年4900万吨电子废物，从手机到冰箱。其中，也许10％是回收的。在马萨诸塞州伍斯特金属加工研究所的创始总监Diran Apelian说，这是荒谬的，只是扔掉这么多宝贵的物质。“所有世界的手机里都有32吨黄金，”阿贝利亚说。“我们都市垃圾填埋场中有一个巨大的金矿。”
比利时公司现在每年回收35万吨的电子垃圾，包括光伏电池。
从现代技术中获取金属是一种痛苦，因为它们以微小的量纳入越来越复杂的设备。大约2000年的手机约有两次元素;现代智能手机使用了60多人。“我们让自己更困难，”King说。他说，尽管技术较高的稀土浓度，但实际上它实际上更容易将它们与简单的岩石中的周围材料分开而不是复杂的手机。
但这是可能的。King表示，布鲁塞尔的公司UmiCore位于临界金属的回收技术的最前沿。在比利时霍博肯的网站上，该公司每年每年回收大约35万吨的电子废物，包括光伏电池和计算机电路板，以回收包括碲的金属。2011年，众多开始了一个合资企业在安特卫普与法国苏威公司合作，从可充电金属氢化物电池(AAA电池中约有1克稀土)中回收稀土。日本汽车公司也是如此本田宣布这三月它已经开发了其自己的金属氢化物电池的内部回收计划 - 该公司计划使用日本2011年Quake和海啸损坏的汽车进行测试。关键材料研究所正在开发一种涉及在液体镁中熔化旧磁体的方法，以梳理稀土。“当谈到回收时，任何事情都是可能的，”Kuehr说。“这是一个是经济的问题。”
电子废物回收中最艰难的步骤是简单地将电池或其他富金属的富含金属富有的部件从较大的装置或机器中取出。这是一个淫秽而是错综复杂的任务，其经常被移交给中国或尼日利亚等地方的低薪工人。例如，在中国南部的古宇地区，超过10万人努力采取换油，沸腾电路板拆下塑料，然后用酸浸出金属，对环境和自身的风险很大。不受控制的燃烧导致受污染的地下水，和一项研究发现铅含量升高生活在贵屿的孩子们。King说，日本在自动化这些流程方面走在了前列，这样它们就可以由机器经济而安全地完成。
一名研究人员指出，回收和再利用自己产品的责任必须由制造商承担。
阿贝利人表示，比技术更重要，是政策和教育。在对美国的研究约20种产品的研究中，从塑料到金属，具有最高率恢复速率的铅酸电池，主要用于汽车。它们的恢复率为98％，而铝罐相比约50％。Apelian所说的原因是因为政府担心铅，为汽车公司提供了一项金融动力来回收电池。
Apelian表示，必须掌握制造商来恢复和回收自己的产品，因此它们更容易首先重新使用或分崩离析。“我们需要制造恢复。这几乎不存在。“
回收可能是在长期下降需求的元素的最佳路线。例如，对铽和铕的需求可能会褪色，因为荧光灯最终更换了更小的LED。但对于其他元素，如钕，这不能是唯一的解决方案。“现在我们需要微小的钕，因为你智能手机的耳朵，”王子说。“但对于一个高性能的风力发电机，你需要大约两吨。”
对于预期需求增加的元素，一个选择是开辟新矿山。中国目前占据了稀土挖掘 - 部分原则上，注明了2011年美国物理社会报告，因为更多关于陆地填海的环境标准使其更便宜。但资源存在于其他地方。据国王称，在世界各地都有大约450个潜在的稀土矿山。一些人相当先进。在2002年中国推出业务之后，加利福尼亚山通道矿山稀土分工在今年被推出。尽管在生产能力的一些初步失望之后，国王认为冒险会成功。同样，澳大利亚稀土的安装焊接矿石正在增加。国王说，这些努力在过去一年或两年中，在过去的一年中，中国的产量份额将中国的产量从97％降至约90％。
一种方法是寻找不需要那么多关键元素的替代材料。
在处理仅以微小的数量使用的材料时，可能难以开发规模经济。例如，2009年全球对碲的需求仅为200公吨。所有这些都来自铜或金矿的副产品。虽然碲在每公斤145美元的价格极为宝贵，但微小的金额几乎没有在这些矿业公司的利润床单中进行昙花一现。“他们必须被拖进生产踢和尖叫，”King说。
另一个选择是提高采矿过程的效率。金说，就稀土而言，采矿公司基本上是把岩石磨碎，扔进水里，然后在里面吹泡泡:含稀土的矿物往往会浮在上面，可以从上面撇掉。但金说，这只捕获了矿石中大约65%的稀土。他的研究所现在正在使用美国能源部的超级计算机寻找可能与元素结合并帮助它们漂浮的分子。金说:“如果我们能发明一种仙尘，洒到水中，使产量从65%提高到75%，就可以立即提高稀土产量，而无需开矿。”他希望这一策略能在一两年内取得成功。
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最后一种方法是找到一开始不需要那么多关键元素的替代材料。这是一项艰巨的任务。“稀土是一种魔法，”金说，就它们的属性而言。例如，它们是磁铁的关键成分，因为它们与铁强烈但难以驾驭的磁性相抗衡——这是其他元素似乎无法完成的任务。试图在不使用任何稀土的情况下制造更强磁铁的研究被认为是不可能成功的。但是，King说:“我们可能无法将它们全部开采出来，但我们可以开采出最昂贵和最稀有的(稀土)。”
国王仍然是乐观的。他指出，与有限资源的斗争由来已久。大约2000年前的青铜时代导致铜供应枯竭。作为回应，金说，古人回收青铜，寻找新的矿藏，并花了200年优化更容易获得但不太理想的替代品——铁——来完成同样的工作。今天的解决方案是一样的，尽管希望找到合适的替代品不会花太长时间。“我们不用再花200年了，”金说。“我们的目标是两个人。”