Платина, впервые выделенная в качестве отдельного элемента европейскими учеными в середине XVIII века, отличалась от всех других известных металлов своей твердостью, высокой температурой плавления и устойчивостью к коррозии или химическим реакциям. Сегодня эти особенности делают платину бесценной для огромного ряда промышленных процессов и продуктов, от удобрений до стекловолокна, противораковых лекарств и термопар в печах.
На графике ниже видно, как изменилось и расширилось промышленное применение платины с 1980 года. Использованные данные отслеживают спрос каждый год (в метрических тоннах) по сравнению со среднегодовой ценой на платину в долларах США.
За исключением автокатализаторов, спрос в каждой из перечисленных здесь категорий промышленного использования в 2019 году превысил средний показатель за предыдущие пять лет. Но кризис Covid, начавшийся в марте 2020 года, подавил экономическую активность во всем мире, в результате чего спрос на платину в автокатализаторах упал до самого низкого уровня с середины 1980-х годов и ударил почти по всем другим источникам промышленного спроса, кроме электрики и электроники.
Теперь, согласно прогнозам компании Johnson Matthey, в 2021 году спрос на промышленную платину вырастет во всех секторах, при этом спрос на автокатализаторы поднимется на 40% в годовом исчислении. Применение в секторе электричества и электроники, за вычетом потоков вторичной переработки, достигнет максимума с 2007 года, в то время как производство стекла будет соответствовать рекордному спросу 2011 года. Самое захватывающее то, что растущая «водородная экономика» требует все большего количества платины, чтобы способствовать производству экологически чистой электроэнергии.
Как каждый из этих секторов промышленности использует платину?
Автокатализаторы
В настоящее время наиболее интенсивное использование платины происходит в автомобильном секторе, где этот драгметалл применяется для снижения вредных выбросов, в первую очередь из дизельных двигателей. Очень тонкое покрытие из платины, нанесенное в выхлопную систему грузовика или легкового автомобиля, ускоряет реакцию кислорода как со смертельным оксидом углерода (CO), так и с углеводородами (так называемыми «парниковыми газами»), превращая их в менее вредный диоксид углерода (CO2) и воду, а также уменьшая выход частиц серы.
Химическая промышленность
Платина, действуя как катализатор для увеличения скорости и эффективности химических реакций, играет важную роль в производстве многих основных промышленных, сельскохозяйственных и бытовых химикатов. Азотная кислота возглавляет список — азотные удобрения жизненно важны для сельского хозяйства, а также взрывчатые вещества (Соединенные Штаты запретили невоенное использование платины в обеих мировых войнах), затем следуют нейлон, полиуретан и множество других пластмасс.
По словам специалистов Johnson Matthey, наибольший спрос на платину в химической промышленности связан с созданием специальных силиконов. Соединения платины используются во всем: от герметиков до изоляции электрических проводов, смазок и кухонной утвари.
Электрическое и электронное применение
Революция в области хранения цифровых данных в конце XX века стала возможной благодаря платине, нанесенной на пластины, используемые в жестких дисках. Пик спроса пришелся на 2000 год, когда производители технологий начали «экономить», что совпало с замедлением поставок новых жестких дисков. Эта тенденция теперь изменилась благодаря возросшему использованию домашних компьютеров на фоне пандемии и, особенно, буму облачных вычислений, необходимых для обслуживания работы из дома, видеоконференцсвязи и интернет-магазинов.
Производство стекла
Для подачи расплавленного стекла требуются инструменты, которые могут выдерживать температуру 1700°C, а также способны избегать коррозии или реакции с силикатами и другими используемыми материалами. Это делает платину уникально идеальной. Стекловолокно, например, получают путем протягивания стекла через специальное платиновое сито.
Нефтепереработка
В нефтеперерабатывающей промышленности платина используется уже больше четырех десятков лет. Драгметалл применяют в качестве катализатора для «крекинга» низкосортного топлива в более эффективные формы, включая бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей.
Медицина и биомедицина
В стентах, катетерах, проводниках, нейромодуляторах, дефибрилляторах и всех кардиостимуляторах используются компоненты из платины, потому что, как и золото, она не вступает в реакцию с химическими веществами в тканях человека, но изнашивается намного дольше, чем золотой драгметалл. Противораковый потенциал платины был впервые обнаружен в начале 1960-х годов, а в следующем десятилетии началось коммерческое производство препаратов цисплатина. Кроме того, исследования новых методов лечения продолжаются и сегодня.
Другое промышленное применение
Устойчивость платины как к коррозии, так и к очень высоким температурам делает ее идеальной для огромного ряда промышленных датчиков, от термопар в печах до систем контроля выхлопных газов и детекторов окиси углерода в домах и офисах, а также высокотехнологичного лабораторного оборудования. Покрытия на основе платины защищают лопасти реактивных двигателей (где температура достигает 2000°С), она находится на наконечнике высокоэффективных свечей зажигания, а также применяется в технологии топливных элементов, быстрорастущей альтернативе бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Водород смешивается с кислородом и проходит над платиновым катализатором, ускоряя их химическую реакцию и производя чистую воду и электричество.