الصيغة الكيميائية لأكسيد سكانديوم is Sc2O3، مادة صلبة بيضاء قابلة للذوبان في الماء والحمض الساخن. نظرا لصعوبة الاستخراج المباشرمنتجات سكانديوممن المعادن المحتوية على سكانديوم، يتم حاليًا استخلاص أكسيد سكانديوم بشكل رئيسي واستخلاصه من المنتجات الثانوية للمعادن المحتوية على سكانديوم مثل بقايا النفايات، ومياه الصرف الصحي، والدخان، والطين الأحمر.
سكانديومهو عنصر كيميائي رمزه Sc وعدده الذري 21. والمادة الوحيدة عبارة عن فلز انتقالي ناعم أبيض فضي، وغالبًا ما يتم خلطه معالجادولينيوم, الإربيومالخ، بإنتاج قليل جداً، ويبلغ المحتوى الموجود في القشرة الأرضية حوالي 0.0005%. سكانديوم منتج استراتيجي مهم. وقد أدخلت الدول المتقدمة مثل أوروبا والولايات المتحدة التشجيع والفرز ذات الصلة. على سبيل المثال، في قائمة المعادن الرئيسية الخمسة والثلاثين التي نشرتها الولايات المتحدة، تم إدراج السكانديوم كمواد خام صناعية؛ تتضمن "المبادئ التوجيهية لعرض تطبيق الدفعة الأولى للمواد الجديدة الرئيسية (إصدار 2018)" الصادرة عن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات 3 مواد جديدة تتضمن السكانديوم ومنتجاته.
أكسيد سكانديوم
في الوقت الحالي،أكسيد سكانديومتم استخدامه على نطاق واسع في السبائك وخلايا الوقود ومواد الكاثود ومصابيح هالوجين الصوديوم السكانديوم والمحفزات والمنشطات والسيراميك. تتميز سبائك الألومنيوم والسكانديوم المصنوعة من السكانديوم والألومنيوم بمزايا الكثافة المنخفضة والقوة العالية والصلابة العالية واللدونة الجيدة ومقاومة التآكل والثبات الحراري القوي. يتم استخدامها بشكل جيد في الأجزاء الهيكلية للصواريخ والفضاء والطيران والسيارات والسفن. تتميز مصابيح هالوجين سكانديوم الصوديوم المصنوعة من أكسيد سكانديوم بمزايا السطوع العالي، ولون الضوء الجيد، وتوفير الطاقة، والعمر الطويل والقدرة القوية على كسر الضباب. إنها توفر كهرباء أكثر بنسبة 80% من المصابيح المتوهجة و50% من الكهرباء أكثر من مصابيح الزئبق. عمر الخدمة هو من 5000 إلى 25000 ساعة، وهو مناسب بشكل خاص للأماكن الخارجية. وفقًا لـ "تقرير توقعات آفاق البحث والتطوير المتعمق لسوق صناعة أكسيد سكانديوم في الصين لعام 2021-2026" الصادر عن مركز أبحاث صناعة Xinshijie، فإن أكسيد سكانديوم باهظ الثمن، مما يقيد تطبيقه على نطاق واسع. ويبلغ حجم السوق العالمية الحالي حوالي 400 مليون يوان.
SOFC
تتكون خلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFCs) من وقود خارجي ومؤكسد، وكاثود، وأنود، وإلكتروليت. باعتبارها مصدرًا فعالاً ونظيفًا للطاقة، تُعرف باسم البطارية الخضراء للقرن الحادي والعشرين. تتراوح كفاءة تحويل الطاقة لخلايا الوقود العامة بين 50 و70%، بينما يمكن أن تصل الكفاءة الشاملة لمركبات الكربون العضوية الثابتة باستخدام نظام مشترك للحرارة والطاقة إلى 80%. يمكن استخدامها كمحطات طاقة ثابتة في المجالات المدنية مثل إمدادات الطاقة المركزية واسعة النطاق، وإمدادات الطاقة الموزعة متوسطة الحجم، وإمدادات الطاقة والحرارة المنزلية الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدامها كمصادر طاقة متنقلة مثل مصادر طاقة السفن ومصادر طاقة مركبات النقل، ولها آفاق تطبيق واسعة.
يمكن استخدام مسحوق مركب الزركونيوم السيريوم سكانديوم (يشار إليه باسم مسحوق الزركونيوم سكانديوم) كمواد إلكتروليتية لخلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFC). هذه المادة هي حاليًا مادة الإلكتروليت ذات أعلى موصلية مُبلغ عنها، وموصليتها عند 780 درجة مئوية قابلة للمقارنة مع تلك الخاصة بـ YSZ عند 1000 درجة مئوية. يمكن لهذا المنتج أن يحل محل مواد الزركونيا التقليدية المستقرة من الإيتريا، مع موصلية أعلى واستقرار طويل المدى، مما يمكن أن يقلل من درجة حرارة تشغيل SOFC، ويقلل من استهلاك الطاقة، ويحسن كفاءة تحويل الطاقة.
وقت النشر: 23 أكتوبر 2024