เลขที่ 27 ในตารางธาตุของคุณคือโคบอลต์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้และเครื่องยนต์เจ็ท ในปี 2018 กระทรวงมหาดไทยสหรัฐฯได้ออกรายชื่อแร่ธาตุสำคัญ 35 ชนิดที่เศรษฐกิจสหรัฐฯขาดไม่ได้รวมถึงโคบอลต์ โคบอลต์ถือเป็นความเสี่ยงด้านความมั่นคงของชาติเนื่องจากส่วนใหญ่ขุดได้ในภูมิภาคที่ไม่มั่นคงทางการเมืองของแอฟริกาและกลั่นในประเทศจีน
มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโลหะอเนกประสงค์นี้ซึ่งเป็นรางวัลแรกสำหรับความสามารถในการสร้างเครื่องปั้นดินเผาสีฟ้าสดใสและตอนนี้เป็นกุญแจสำคัญในอนาคตของรถยนต์ไฟฟ้า เราจะเริ่มต้นด้วยคติชนวิทยาเล็กน้อย
โคบอลต์ได้ชื่อมาจากโนมส์
หลายศตวรรษที่ผ่านมาคนงานเหมืองในเทือกเขาชนีแบร์กของเยอรมนีในยุคปัจจุบันประสบปัญหา พวกเขาแกะสลักบนภูเขาเพื่อค้นหาแร่ที่มีโลหะโดยเฉพาะเงินและนิกเกิล แต่เมื่อพวกเขาพยายามหลอมแร่เป็นส่วนประกอบโลหะที่มีค่าสิ่งเจือปนบางอย่างก็ทำให้กระบวนการนี้เสียหาย
เมื่อเป็นยุคกลางคนงานเหมืองได้ตำหนิปัญหาการถลุงแร่ของพวกเขาในเรื่องโคเปลต์หรือโคโปลด์ที่มีปัญหาซึ่งเป็นคำภาษาเยอรมันในยุคกลางสำหรับ "คำพังเพย" หรือ "ก็อบลิน" ตามตำนานกล่าวว่าkopoldsอาศัยอยู่ในเหมือง Schneeberg และชอบเล่นตลกกับมนุษย์โดยการแทนที่เงินและนิกเกิลในแร่ของพวกมันด้วยแร่เหม็นที่ปล่อยควันพิษในระหว่างกระบวนการถลุงแร่ พวกเขายังถูกตำหนิเรื่องถ้ำ
เช่นเดียวกับตำนานโบราณที่ดีทั้งหมดเรื่องราวของคำพังเพยมีความจริงอยู่ในนั้น กระบวนการถลุงแร่เงินและนิกเกิลมีความซับซ้อนเนื่องจากโคบอลต์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในหิน Schneeberg และแร่ธาตุที่เรียกว่าโคบอลต์ไทต์ประกอบด้วยสารหนูและกำมะถันซึ่งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้หากปล่อยในปล่องเหมืองที่มีอากาศถ่ายเท
โคบอลต์ซึ่งเป็นโลหะธาตุถูกแยกออกเป็นครั้งแรกและได้รับการตั้งชื่อในปี 1735 โดยนักเคมีชาวสวีเดนGeorg Brandtซึ่งเป็นนักวิจารณ์เรื่องการเล่นแร่แปรธาตุในยุคแรก ๆ และอาจไม่ใช่แฟนของโนมส์ด้วยเช่นกัน
ชาวอียิปต์โบราณและชาวจีนชอบโคบอลต์บลู
แม้ว่าโคบอลต์จะไม่ได้รับชื่อจนกระทั่งศตวรรษที่ 18 แต่สีและสีย้อมที่ทำจากโคบอลต์ก็ได้รับการยกย่องว่าเป็นสีน้ำเงินที่อุดมสมบูรณ์มานานนับพันปี
The Cobalt Institute says that pottery and glass containing cobalt-based glazes have been recovered from Egyptian tombs dating back at least 2,600 years. And the famous blue Chinese porcelain from the Tang (600-900 C.E.) and Ming (1350-1650 C.E.) dynasties were also glazed with cobalt-based minerals.
โคบอลต์บริสุทธิ์เป็นสีเทาแวววาว แต่สามารถเปลี่ยนเป็นผงสีฟ้าสดใสได้โดยการใช้โคบอลต์ออกไซด์และบำบัดด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการเผาซึ่งทำให้แร่ธาตุที่อุดมด้วยโคบอลต์มีอุณหภูมิสูงกว่า 2,012 องศาฟาเรนไฮต์ (1,100 องศาเซลเซียส) สีที่โดดเด่นที่เรียกว่าโคบอลต์บลูทำโดยการให้ความร้อนโคบอลต์ออกไซด์ (Co 3 O 4 ) ด้วยอะลูมิเนียมซิลิเกตที่ 2,192 องศาฟาเรนไฮต์ (1,200 องศาเซลเซียส)
โฮสต์ของเฉดสีอื่น ๆ - สีน้ำเงินมาซารีน, วิลโลว์บลู, น้ำเงิน - ดำ - สามารถทำได้โดยการรวมโคบอลต์ออกไซด์เข้ากับแร่ธาตุอื่น ๆ นอกจากนี้ยังใช้เฉดสีน้ำเงินโคบอลต์จำนวนเล็กน้อยเป็น "ตัวลดสี" เพื่อยกเลิกคำใบ้สีเหลืองในแก้วจากการปนเปื้อนของเหล็ก
เกือบจะใช้โคบอลต์เป็นส่วนผสมในเม็ดสีและสีจนถึงศตวรรษที่ 20 ในปี 1916 มากกว่าร้อยละ 70 ของโคบอลต์ทั้งหมดศีลธรรมและการกลั่นในโลกซึ่งเป็นเพียง 440 ตัน (400 ตัน) ถูกนำมาใช้เป็นออกไซด์สำหรับสี, ตามโคบอลต์สถาบัน
โคบอลต์ครึ่งหนึ่งของโลกใช้สำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จได้ในสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและรถยนต์ไฟฟ้าของคุณทำงานด้วยโคบอลต์ โคบอลต์เป็นหนึ่งในส่วนประกอบสำคัญพร้อมกับโลหะอื่น ๆ เช่นลิเธียมนิกเกิลและแมงกานีสภายในแบตเตอรี่ที่ชาร์จเร็วและมีอายุการใช้งานยาวนานเหล่านี้ซึ่งเป็นพลังให้กับชีวิตดิจิทัลของเรา ประมาณ50 เปอร์เซ็นต์ของโคบอลต์ที่ผลิตทั่วโลกใช้สำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้
พบโคบอลต์ในแคโทด (ขั้วไฟฟ้าที่มีประจุบวก) ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลิเธียมไอออนจะไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวกที่มีประจุลบซึ่งจะถูกเก็บไว้ เมื่อแบตเตอรี่หมดไอออนจะไหลกลับไปที่ขั้วลบและอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมาเพื่อจ่ายไฟให้กับโทรศัพท์หรือมอเตอร์ไฟฟ้า
โคบอลต์มีคุณสมบัติโดยธรรมชาติสองประการที่ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานแบตเตอรี่: เสถียรภาพทางความร้อนและความหนาแน่นของพลังงานสูง แคโทดที่ทำด้วยโคบอลต์จะไม่ร้อนมากเกินไปหรือติดไฟได้ง่ายซึ่งเป็นปัญหาด้านความปลอดภัยที่สำคัญและยังสามารถจัดเก็บและถ่ายเทพลังงานได้มากขึ้นอีกด้วย โคบอลต์ไม่เพียงพบในแคโทดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเท่านั้น แต่ยังพบในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟอื่น ๆ ที่ได้รับความนิยมเช่นแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์
เนื่องจากปัจจุบันโคบอลต์คิดเป็นร้อยละ 10 ถึง 33 ของแคโทดแบบชาร์จไฟได้อุตสาหกรรมรถยนต์จึงต้องการโคบอลต์มากขึ้นเพื่อขับเคลื่อนอนาคตของยานยนต์ไฟฟ้า การวิเคราะห์ชิ้นหนึ่งคาดการณ์ความต้องการโคบอลต์จากรถยนต์นั่งเพียงอย่างเดียวเป็นสี่เท่าจากมากกว่า 27,500 ตัน (25,000 เมตริกตัน) ในปี 2563 เป็นมากกว่า 110,231 ตัน (100,000 เมตริกตัน) ภายในปี 2568
เป็นประโยชน์อย่างยิ่งใน Superalloys
เมื่อวิศวกรการบินและอวกาศต้องการวัสดุที่สามารถทนต่อความร้อนที่รุนแรงภายในเครื่องยนต์เจ็ทหรือจรวดพวกเขาจึงหันมาใช้ "ซูเปอร์อัลลอย" ที่ทำด้วยโคบอลต์
ซูเปอร์อัลลอยเป็นโลหะประสิทธิภาพสูงที่ได้รับความนิยมจากความทนทานต่อการสึกหรอและความร้อนสูงมาก ซูเปอร์อัลลอยที่ทำจากนิกเกิลมีประสิทธิภาพดีกว่าโลหะผสมโคบอลต์สำหรับความต้านทานความเครียดสำหรับอุณหภูมิที่สูงถึง 1,706 องศาฟาเรนไฮต์ ( 930 องศาเซลเซียส ) นอกเหนือจากอุณหภูมิที่สูงมากแล้วซูเปอร์อัลลอยด์ที่ทำจากโคบอลต์ยังแสดงให้เห็นถึงสิ่งต่างๆ
โคบอลต์มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าโลหะผสมนิกเกิลและโคบอลต์ซูเปอร์อัลลอยด์ทนต่อการกัดกร่อนของความร้อนได้ดีกว่า นั่นเป็นเหตุผลที่คุณจะพบโคบอลต์ซูเปอร์อัลลอยในครีบนิ่งของเครื่องยนต์กังหันก๊าซซึ่งรับความร้อนที่รุนแรงที่เกิดจากเครื่องยนต์เจ็ทโดยไม่สึกหรอและล้มเหลว
ส่วนใหญ่ขุดได้ในประเทศที่มีปัญหา
สาเหตุหลักประการหนึ่งที่โคบอลต์เข้ามาอยู่ในรายชื่อ "แร่สำคัญ" ของกระทรวงมหาดไทยสหรัฐเพื่อความมั่นคงของชาติคือโคบอลต์ครึ่งหนึ่งของโลกถูกขุดได้ในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก (DRC) ในฐานะที่เป็นรายงานจากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอธิบาย DRC มีประวัติที่ดีของการทุจริตของรัฐบาลละเมิดสิทธิมนุษยชนและความเสียหายด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองแร่โคบอลต์
ไม่ใช่เฉพาะกลุ่มสิทธิมนุษยชนอย่างแอมเนสตี้อินเตอร์เนชั่นแนลเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติด้านแรงงานที่ไม่ปลอดภัยและผิดจรรยาบรรณที่เกี่ยวข้องกับการขุดโคบอลต์แบบ "ช่างฝีมือ" ที่ไม่มีการควบคุมใน DRC ความไม่แน่นอนทางการเมืองและสิ่งแวดล้อมของ DRC หมายความว่าห่วงโซ่อุปทานโคบอลต์จำนวนมากมีความเสี่ยงที่จะหยุดชะงัก หากเศรษฐกิจที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงต้องพึ่งพาโคบอลต์ที่มีอยู่อย่างสม่ำเสมอโดยส่วนใหญ่จะใช้ในแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้มากกว่าที่ปัญหาใน DRC อาจชะลอการเติบโตทางเศรษฐกิจทั่วโลก
รายงานของ USGS ยังตั้งข้อสังเกตว่าจีนเป็นผู้กลั่นโคบอลต์หลักและเป็นหนึ่งในผู้สนับสนุนทางการเงินที่ใหญ่ที่สุดในการดำเนินการขุดโคบอลต์ขนาดใหญ่ใน DRC ตามที่กล่าวมาแล้วภาคเทคโนโลยีของสหรัฐฯขึ้นอยู่กับแหล่งที่ไม่เสถียรใน DRC และพันธมิตรทางการค้าที่ถกเถียงกันในจีนสำหรับการจัดหาโคบอลต์ ซึ่งบัญชีสำหรับข้อเท็จจริงสุดท้ายในรายการ
สหรัฐฯกำลังเข้าสู่การขุดโคบอลต์
ตามตัวเลขจากปี 2558สหรัฐอเมริกาบริโภคโคบอลต์ 10 เปอร์เซ็นต์ของโลกในขณะที่ผลิตโคบอลต์น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของอุปทานทั่วโลก
โคบอลต์ไม่ได้มีอยู่ทั่วไป แต่ก็ไม่ใช่แร่ธาตุที่หายากโดยเฉพาะ - มีความอุดมสมบูรณ์อยู่ในอันดับที่32ของเปลือกโลก มีเพียงสองเหมืองในแคนาดาและโมร็อกโกเท่านั้นที่สามารถสกัดแร่โคบอลต์บริสุทธิ์ได้ในขณะที่ส่วนใหญ่สกัดเป็นผลพลอยได้จากการขุดทองแดงและนิกเกิล เงินฝากโคบอลต์ที่ร่ำรวยที่สุดแห่งหนึ่งของโลกอยู่ในคอปเปอร์เบลต์แอฟริกากลางใน DRC
อย่างไรก็ตามสหรัฐฯไม่ได้รับความสุขจากเงินฝากโคบอลต์คุณภาพสูงจำนวนมากซึ่งทำให้การขุดทำกำไรได้ยากขึ้น อุตสาหกรรมเหมืองแร่ยังร้องเรียนถึงกระบวนการอนุญาตที่ช้าเพื่อให้สามารถสำรวจแร่ได้ทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง ฝ่ายบริหารของทรัมป์ได้สั่งให้กระทรวงมหาดไทยเร่งกระบวนการอนุญาตเพื่อลดการพึ่งพาแหล่งแร่สำคัญจากต่างประเทศเช่นโคบอลต์
แม้จะมีการอนุญาตและอุปสรรคทางธรณีวิทยา แต่ก็ยังมีความคืบหน้าในการขุดโคบอลต์ของสหรัฐฯ ในปี 2014 เหมือง Eagleในคาบสมุทรตอนบนของมิชิแกนได้เริ่มขุดนิกเกิลและทองแดงโดยมีโคบอลต์และแร่ธาตุอื่น ๆ เป็นผลพลอยได้ และเหมืองแห่งแรกของอเมริกาที่อุทิศให้กับโคบอลต์ก็พร้อมที่จะเข้าสู่การผลิตในปี 2020ในไอดาโฮ
ตอนนี้เจ๋งมาก
โคบอลต์เป็นธาตุอาหารรองที่จำเป็นในอาหารสัตว์และมนุษย์ สัตว์เคี้ยวเอื้องเช่นวัวจะเปลี่ยนโคบอลต์เป็นโคบาลามินหรือที่เรียกว่าวิตามินบี 12 อาหารที่มีโคบอลต์เข้มข้นที่สุดคือช็อกโกแลต!
