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元素战略 - 挑战与建议

科学挑战

能源材料方面

蓄电池:重要元素量的减少(如钴元素的减少);提高使用寿命;对锂离子电池,采取回收和再利用的策略。

为使用大量丰富元素构成的太阳能电池开发新材料。

发展磁性材料中稀土元素的有效利用方法,最终以较丰富的元素取代稀土元素。

开发实用液氮温度的超导体和提高热电装置的效率。

燃料电池:开发较少依赖稀土元素的固体氧化物燃料电池和开发较少依赖铂系金属的聚合物电解质燃料电池。

催化剂

提高稀有金属和重要金属元素催化剂的性能。

发展由广泛存在的元素制成的催化剂(这些催化剂的效率不高或不能被回收)。

改善广泛存在的元素制成的催化剂(这些催化剂在短时间内容易失活)的稳定性,。

发展可自我修复的催化剂,这些催化剂可再生,因此可持续更长的时间。

回收,再利用和循环利用

把整个生命周期合并为新产品的设计和制造过程,并考虑组成元素的影响。

在电子消费产品中使用的重要元素,如铟元素,采用回收和再利用的战略。

为稀土元素(如磁铁中使用的镝元素)开发回收和再利用策略。

提高磷元素开采和加工的效率,增加含有磷肥料的使用效率,并开发沉降和分离技术用于城市污水中回收磷。

开发系统捕捉天然气生产中的氦气,并通过循环捕捉氦气。

开发分离技术用于锕系元素,使回收铀成为可能。

更广泛的挑战

鼓励行业间,学术界和国家研究机构等的竞争和合作。

调动国家和国际研究人员到功能强大,检测仪器先进的大型中央设施中研究。

寻找支持和鼓励科研人员投入到这些领域的机制,并为学生制定相应的教学方法。

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