Σε διεθνή κλίμακα, οι ερευνητές εργάστηκαν σκληρά κάνοντας τις μπαταρίες μαγνησίου μια εφικτή αντικατάσταση των μπαταριών ιόντων λιθίου και των κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Αυτό είναι μια εξέλιξη που θα μπορούσε να ανατρέψει τη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων σε παγκόσμια κλίμακα, όπως αναφέρει το Oil Price.
Οι κίνδυνοι από την υπερσυσσώρευση λιθίου
O παγκόσμιος στόλος ηλεκτρικών οχημάτων λειτουργεί με μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά αυτά τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία του κινήματος της απανθρακοποίησης έχουν ορισμένα κρίσιμα μειονεκτήματα. Ως έχει, η παραγωγή και η διύλιση λιθίου για χρήση σε μπαταρίες ιόντων λιθίου και άλλες εφαρμογές μονοπωλούνται από την Κίνα. Η Κίνα από μόνη της είναι υπεύθυνη για περισσότερο από το 98% του παγκόσμιου φωσφορικού σιδήρου λιθίου και «η χώρα κυριαρχεί σχεδόν σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας των μπαταριών ιόντων λιθίου - από την εξόρυξη πρώτων υλών έως την παραγωγή μπαταριών - και ελέγχει τις εθνικές και διεθνείς παραγωγικές ικανότητες», σύμφωνα με έρευνα του Fraunhofer Research Institute for Battery Cell Production FFB.
Αυτή η συγκέντρωση της εφοδιαστικής αλυσίδας δημιουργεί μεγάλους κινδύνους για την παγκόσμια οικονομία. Η Κίνα έχει ήδη δείξει ότι δεν φοβάται να προκαλέσει παγκόσμια διακοπή των προμηθειών λιθίου ως απάντηση στον εντεινόμενο εμπορικό πόλεμο και τους τιμωρητικούς δασμούς που επιβλήθηκαν από την κυβέρνηση Τραμπ στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Η παραγωγή λιθίου – ενώ συνδέεται ευρέως με την καθαρή ενέργεια – προκαλεί σημαντική περιβαλλοντική ζημιά στις περιοχές όπου εξορύσσεται. Η διαδικασία απαιτεί τη χρήση χημικών και βαρέων μετάλλων που μπορούν να εκπλυθούν στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα των γύρω κοινοτήτων, προκαλώντας κρίσεις στη δημόσια υγεία και απειλώντας την τοπική άγρια ζωή. Είναι επίσης μια απίστευτα διψασμένη επιχείρηση, που απαιτεί περίπου 500.000 γαλόνια νερού ανά τόνο εξαγόμενου λιθίου.
«Όπως κάθε διαδικασία εξόρυξης, είναι επεμβατική, προκαλεί σημάδια στο τοπίο, καταστρέφει τον υδροφόρο ορίζοντα και μολύνει τη γη και τα τοπικά πηγάδια», είπε ο Guillermo Gonzalez, ειδικός στις μπαταρίες λιθίου από το Πανεπιστήμιο της Χιλής, σε μια συνέντευξη το 2009. «Αυτή δεν είναι μια πράσινη λύση – δεν είναι καθόλου λύση».
Αναζήτηση νέων βιώσιμων λύσεων
Για το σκοπό αυτό, οι ερευνητές προσπάθησαν σκληρά να βρουν εναλλακτικές λύσεις για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι πιθανές ανακαλύψεις κυμαίνονταν από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου έως μπαταρίες σιδήρου-αέρα έως μπαταρίες πρωτονίων. Αλλά οι νέες ανακαλύψεις στον τομέα δείχνουν ότι το μαγνήσιο μπορεί να είναι η απάντηση για μια πιο βιώσιμη μπαταρία EV.
Το μαγνήσιο δεν φαίνεται να είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση, καθώς είναι ένα απίστευτα δύσκολο υλικό για να δουλέψεις. Είναι εξαιρετικά αντιδραστικό στο οξυγόνο, προκαλώντας μεγάλες προκλήσεις για τον χειρισμό του και τη ρύθμιση των υπερτάσεων ισχύος στις τεχνολογίες μπαταριών. Επιπλέον, προηγούμενα πειράματα έχουν αποδώσει πολύ χαμηλότερες τάσεις από το λίθιο. Αλλά οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Waterloo μπορεί να έχουν σπάσει τον κώδικα σχεδιάζοντας έναν ηλεκτρολύτη που διευκολύνει την υψηλή απόδοση μέσα σε μια άνοδο μαγνησίου.
«Ο ηλεκτρολύτης που αναπτύξαμε μας επιτρέπει να εναποθέτουμε φύλλα μαγνησίου με εξαιρετικά υψηλή απόδοση και είναι σταθερός σε υψηλότερη τάση από ό,τι δοκιμάστηκε επιτυχώς στο παρελθόν», δήλωσε ο Chang Li, μεταδιδακτορικός υπότροφος στο Nazar Group. «Το μόνο που χρειαζόμαστε τώρα είναι η σωστή κάθοδος για να τα συγκεντρώσουμε όλα».
Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κορέας (KIST) έκαναν επίσης πρόσφατες ανακαλύψεις στην τεχνολογία μπαταριών μαγνησίου-αέρα για βελτιωμένη ενεργειακή πυκνότητα, ασφάλεια και απόδοση και μακροζωία, σύμφωνα με αναφορές από το EcoNews.
Μαζί, αυτές οι πρόοδοι θα μπορούσαν να έχουν μεγάλες δυνατότητες ανατροπής, καθώς το μαγνήσιο είναι εξαιρετικά άφθονο στον φλοιό της Γης και πολύ λιγότερο δαπανηρό από το λίθιο. Είναι επίσης πολύ λιγότερο γεωπολιτικά γεμάτη, καθώς οι αλυσίδες αξίας δεν είναι τόσο καλά (και άνισα) εδραιωμένες.
Αυτές οι ανακαλύψεις θα μπορούσαν όχι μόνο να απομακρύνουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά και τις δυνατότητες των κυψελών καυσίμου υδρογόνου. «Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου έχουν χαιρετιστεί ως μια ελκυστική εναλλακτική λύση για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά μαστίζονται από προβλήματα υποδομής, αποθήκευσης και κόστους, αναφέρουν.
«Οι μπαταρίες μαγνησίου, ωστόσο, προσφέρουν μια πιο ρεαλιστική και αποτελεσματική λύση. Οι μπαταρίες μαγνησίου χρησιμοποιούν πιο τυπικά υλικά και δεν χρειάζονται εξειδικευμένη υποδομή, καθιστώντας τις απλούστερες και λιγότερο δαπανηρές για την κατασκευή τους σε μεγάλη κλίμακα».
www.worldenergynews.gr
