Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τροφοδοτούν τον κόσμο γύρω μας. Η επικράτησή τους στην καθημερινότητά μας αυξάνεται σταθερά, σε σημείο που οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τροφοδοτούν πλέον το επιβλητικό 70% όλων των επαναφορτιζόμενων συσκευών. Από τα ηλεκτρικά οχήματα μέχρι τα smartphones και την αποθήκευση ενέργειας, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν ολοένα και περισσότερο τα δομικά στοιχεία αμέτρητων τομέων.
Oι δυσκολίες για το λίθιο
Παρά την κυριαρχία της στις τεχνολογίες μπαταριών, υπάρχουν ορισμένα σοβαρά προβλήματα με τις αλυσίδες εφοδιασμού λιθίου που την καθιστούν ένα λιγότερο από ιδανικό μοντέλο πάνω στο οποίο θα βασίσουμε τον κόσμο μας.
Η εξόρυξη λιθίου όχι μόνο είναι συχνά εξαιρετικά επιβλαβής για το περιβάλλον, αλλά είναι βαθιά συνυφασμένη με γεωπολιτικά σημεία πίεσης. Η Κίνα ελέγχει ένα τεράστιο μέρος των παγκόσμιων αλυσίδων εφοδιασμού λιθίου, καθιστώντας τις αγορές εξαιρετικά ευάλωτες σε σοκ και την πολιτική βούληση του Πεκίνου. Ο έλεγχος της Κίνας είναι ιδιαίτερα ισχυρός στην περίπτωση των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων, χάρη σε μια δεκαετή στρατηγική για να ξεπεράσει τον κόσμο.
«Για πάνω από μια δεκαετία, η Κίνα έχει ενορχηστρώσει σχολαστικά μια στρατηγική άνοδο στην παγκόσμια αγορά μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων (EV), καταλήγοντας σε μια κυριαρχία που τώρα αποτελεί μια τρομερή πρόκληση για τους δυτικούς κατασκευαστές», αναφέρει η EE Times. Το αποτέλεσμα που προκύπτει λειτουργεί ως «σχεδόν μια τάφρος» γύρω από την κινεζική παραγωγή μπαταριών, προστατεύοντας τον τομέα από τον διεθνή ανταγωνισμό.
Τα πολλαπλά μειονεκτήματα και οι κίνδυνοι που σχετίζονται με την προμήθεια μπαταριών λιθίου και ιόντων λιθίου ωθούν τις εταιρείες ηλεκτρικών οχημάτων (EV) να ερευνήσουν εναλλακτικά μοντέλα μπαταριών για να τροφοδοτήσουν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα του μέλλοντος. Υπάρχει μια πληθώρα εναλλακτικών λύσεων λιθίου σε στάδια έρευνας και ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένων - ενδεικτικά - μολύβδου, νικελίου-καδμίου, νικελίου-μεταλλικού υδριδίου, χλωριούχου νατρίου-νικελίου, πολυμερούς λιθίου-μετάλλου, ιόντων νατρίου, λιθίου-θείου και μπαταριών στερεάς κατάστασης.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης φαίνεται να είναι το μεγαλύτερο αγαπημένο της βιομηχανίας. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν έναν στερεό ηλεκτρολύτη ως φράγμα και αγωγό μεταξύ της καθόδου και της ανόδου. Αυτές οι μπαταρίες δεν καταργούν απαραίτητα το λίθιο, αλλά μπορούν να εξαλείψουν την ανάγκη για γραφίτη - ένα άλλο κρίσιμο ορυκτό υπό αυστηρό κινεζικό έλεγχο. Επιπλέον, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης υποτίθεται ότι είναι ασφαλέστερες, έχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και επαναφορτίζονται ταχύτερα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Ενώ οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη, δοκιμάζονται ήδη σε ορισμένες εφαρμογές από εταιρείες αυτοκινήτων. Η Mercedes και η BMW ισχυρίζονται ότι ήδη δοκιμάζουν οχήματα που τροφοδοτούνται από μπαταρίες στερεάς κατάστασης, αλλά πιθανότατα θα περάσουν χρόνια πριν τις δούμε σε οποιοδήποτε εμπορικό πλαίσιο. Η Subaru βρίσκεται στα πρόθυρα να δοκιμάσει μπαταρίες στερεάς κατάστασης στα οχήματά της, αλλά ήδη χρησιμοποιεί μια μικρότερη μορφή της τεχνολογίας για να τροφοδοτεί ρομπότ στις εγκαταστάσεις της.
Ωστόσο, ενώ οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης χαιρετίζονται ως ένα είδος ιερού δισκοπότηρου για την τεχνολογία μπαταριών, ορισμένοι πιστεύουν ότι η υπόσχεση - και η πρόοδος - των μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι υπερβολική. «Νομίζω ότι υπάρχει πολύς θόρυβος στην στερεά κατάσταση γύρω από την εμπορική ετοιμότητα, που ίσως είναι υπερβολή της πραγματικότητας», δήλωσε ο Διευθύνων Σύμβουλος της Rivian, RJ Scaringe, κατά τη διάρκεια συνέντευξης στο Plugged-In Podcast αυτής της εβδομάδας.
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου είναι επίσης ένας πολλά υποσχόμενος υποψήφιος για να ξεπεράσουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων. Το νάτριο είναι 1.000 φορές πιο άφθονο από το λίθιο. «Είναι ευρέως διαθέσιμο σε όλο τον κόσμο, πράγμα που σημαίνει ότι είναι φθηνότερο να προμηθευτείτε και λιγότερο απαιτητικό σε νερό για να το εξαγάγετε», δήλωσε ο James Quinn, Διευθύνων Σύμβουλος της Faradion με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο. «Χρειάζεται 682 φορές περισσότερο νερό για την εξαγωγή ενός τόνου λιθίου έναντι ενός τόνου νατρίου. Αυτή είναι μια σημαντική ποσότητα». Οι προβλέψεις του Bloomberg δείχνουν ότι τα ιόντα νατρίου θα μπορούσαν να εκτοπίσουν 272.000 τόνους ζήτησης λιθίου μόλις το 2035.
Αλλά ακόμη και αυτό δεν σηματοδοτεί τον θάνατο του λιθίου. Το λίθιο είναι απλώς πολύ χρήσιμο στην κατασκευή μπαταριών. Είναι ενεργειακά πυκνό και αποδίδει καλά σε κρύο καιρό, καθιστώντας το «απαραίτητο για εφαρμογές υψηλής απόδοσης» σύμφωνα με το EV World. «Το μέλλον δεν είναι το λίθιο ή το νάτριο - είναι και τα δύο, στρατηγικά αναπτυγμένα σε όλους τους τομείς... το αποτέλεσμα είναι μια διαφοροποιημένη, ανθεκτική οικονομία μπαταριών».
www.worldenergynews.gr
