Kim loại cực hiếm chỉ chiếm một phần tỷ trong vỏ Trái Đất, Mỹ dùng để khống chế Trung Quốc

[Mr Bens]

Cánh quạt của động cơ phản lực có yêu cầu cực kỳ khắt khe và đóng vai trò quyết định trong quá trình vận hành. Khi máy bay cất cánh, toàn bộ khả năng cân bằng và hoạt động ổn định đều phụ thuộc vào những cánh quạt này. Nếu vật liệu không đủ độ bền, chuyến bay có thể gặp sự cố. Tuy nhiên, các cánh quạt chỉ hoạt động hiệu quả khi có rheni, trong khi tổng trữ lượng rheni toàn cầu chỉ khoảng 2.124 tấn vào năm 2025. Việc Mỹ cắt hợp đồng cung ứng khiến ngành động cơ hàng không Trung Quốc gặp nhiều áp lực liên quan đến thiếu hụt nguồn rheni.

Cấu tạo cánh quạt và vai trò của rheni trong động cơ phản lực​

Nhiệt độ trong động cơ phản lực vượt mức chịu đựng thông thường và gần đạt mức có thể đốt cháy thép. Khi hoạt động với tốc độ rất cao, các cánh quạt chỉ có thể giữ cố định bằng hợp kim nền niken có rheni. Loại nguyên tố này có khả năng lấp kín tinh thể và vá vết nứt nên được gọi là vật liệu vá trong kỹ thuật hàng không. Động cơ F119 của Mỹ sử dụng 15 phần trăm rheni và F135 còn dùng nhiều hơn. Các động cơ WS-10C và WS-15 của Trung Quốc hiện cũng tăng hàm lượng rheni từ 3 đến 6 phần trăm và hướng tới mức 15 phần trăm để đạt hiệu suất cao hơn.

Rheni rất hiếm trong vỏ Trái Đất, chỉ chiết xuất được vài gam từ mỗi tấn quặng đồng molypden. Chile chiếm 60 phần trăm trữ lượng, Mỹ, Nga và Kazakhstan chiếm khoảng 35 phần trăm, còn Trung Quốc nắm 9 phần trăm. Sản lượng rheni toàn cầu mỗi năm khoảng 50 tấn, trong đó Trung Quốc chỉ sản xuất 2 đến 3 tấn nên phải nhập khẩu phần lớn với chi phí hàng trăm triệu đô la Mỹ (khoảng hàng nghìn tỷ VNĐ) mỗi năm.

Nguồn cung bị thắt chặt và giải pháp tái chế tại Trung Quốc​

Mỹ không chỉ khai thác rheni mà còn tích trữ. Hợp đồng với Codelco ở Chile cho phép Mỹ ưu tiên vận chuyển rheni về kho tại California, dự trữ khoảng 15 tấn mỗi năm. Điều này khiến Trung Quốc phải mua trên thị trường thứ cấp với giá tăng từ vài nghìn đô la Mỹ mỗi kg lên hàng chục nghìn đô la Mỹ (tương đương từ vài chục triệu VNĐ đến hàng trăm triệu VNĐ mỗi kg). Tháng 9 năm 2025, rheni được Mỹ đưa vào danh sách khoáng sản chiến lược nhằm kiểm soát xuất khẩu sang các quốc gia khác.

Thiếu hụt rheni có nguy cơ ảnh hưởng sản xuất động cơ tuabin phản lực. Trung Quốc sử dụng động cơ LEAP 1C cho máy bay C919 và động cơ Changjiang 1000A đều cần rheni. Để giảm phụ thuộc, Trung Quốc chủ động tái chế bằng phương pháp điện phân, nâng độ tinh khiết rheni lên 99.2 phần trăm và giảm 30 phần trăm chi phí. Viện Nghiên cứu Kim loại thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc còn chiết xuất được 85 phần trăm rheni từ hợp kim thải, xây dựng mô hình tái chế khép kín.

Một số ý tưởng thay thế bằng vật liệu tantali vonfram bị loại bỏ do giảm 5 phần trăm khả năng chịu nhiệt và giảm tỷ lệ công suất trên trọng lượng, khiến hiệu suất động cơ kém và tiêu hao nhiên liệu tăng. Do đó, rheni vẫn là lựa chọn duy nhất. Công tác thăm dò tại khu vực Zhanling tỉnh An Huy tiếp tục được mở rộng sau thời gian nghiên cứu địa chất.

Lộ trình tái tạo nguồn cung và tương lai cạnh tranh vật liệu chiến lược​

Trung Quốc phát triển ngành tái chế rheni mạnh mẽ, thu hồi từ cánh quạt loại bỏ của Tập đoàn Động cơ Hàng không Trung Quốc. Các nhóm nghiên cứu nâng hiệu suất chiết xuất bằng phương pháp trao đổi ion. CITIC Securities dự báo đến năm 2043 Trung Quốc cần 53 tấn rheni và nguồn tái chế sẽ bù được 31 tấn thiếu hụt. Một số doanh nghiệp tư nhân tìm nguồn quặng đồng ở Cộng hòa Dân chủ Congo dù tiềm ẩn rủi ro địa chính trị.

Trong giai đoạn giá tăng mạnh, xuất hiện nhà đầu cơ tích trữ rheni để đầu tư. Các nhà máy sản xuất cánh quạt lại hưởng lợi khi có thể bán phế liệu với giá cao. Một số viện nghiên cứu Mỹ cho rằng nếu không có rheni Trung Quốc có thể tụt hậu 5 năm, tuy nhiên các mẫu cánh quạt sản xuất trong nước đã lắp thử lên WS 20 và WS 15 và hiệu suất đang thu hẹp khoảng cách.

Ngoài động cơ máy bay, NASA cũng dùng hợp kim rheni cho vòi phun tên lửa chịu được 100.000 chu kỳ gia nhiệt đến 2200 độ C. Trạm vũ trụ Trung Quốc cũng áp dụng vật liệu rheni iridi cho tấm chắn nhiệt và thử nghiệm thành công ngay lần đầu.

Rheni được xem như sinh mệnh của động cơ phản lực và quốc gia kiểm soát rheni sẽ có lợi thế hàng không. Mỹ tập trung kiểm soát bằng hợp đồng và dự trữ chiến lược, trong khi Trung Quốc phát triển tái chế và thăm dò mới. Hiện Trung Quốc thiếu khoảng 30 tấn mỗi năm và dự kiến có thể bù một nửa nhờ tái chế. Tương lai phụ thuộc vào khả năng mở rộng nguồn cung và công nghệ thu hồi. Cuộc cạnh tranh rheni vẫn chưa khép lại và yêu cầu nâng cấp cánh quạt tương lai có thể cần đến 20 phần trăm rheni. (Sohu)