Materiile prime prețioase pentru baterii E-mobilitatea ar putea fi o întreprindere costisitoare
Litiu și cobalt sunt considerate elemente cheie în electromobilitate. Cele două metale se află în bateriile litiu-ion, care, datorită densității lor ridicate de energie, sunt considerate centrale din bateriile reîncărcabile. Ele furnizează deja aproape toate telefoanele mobile, smartphone-urile și laptopurile cu energie electrică și tot mai mult e-biciclete și mașini electrice cu energie electrică. Iar piața electromobilității abia începe să explodeze. În consecință, prețurile pieței mondiale pentru litiu și cobalt au crescut. Toate marile grupuri auto încearcă acum să asigure accesul la materialele râvnite.
Dar rezervele globale sunt limitate, iar unele sunt situate în regiuni instabile din punct de vedere politic ale lumii. Experții au avertizat de mult că creșterea globală a cererii pentru ambele metale ar putea duce în curând la o penurie și, astfel, la o explozie de costuri pe piața materiilor prime. Bateriile ar putea deveni inaccesibile în viitorul previzibil, deși prețurile lor au scăzut brusc recent, se teme. Într-un nou studiu, oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie Karlsruhe și de la Institutul Helmholtz din Ulm au examinat modul în care se desfășoară efectiv aprovizionarea cu materii prime, dacă sunt de așteptat blocaje și creșteri de prețuri.
Când vine vorba de surse de energie reîncărcabile, în prezent nu există nici o cale de a înconjura litiul și cobaltul. Litiul este cel mai ușor metal din tabelul periodic și în același timp are proprietăți electrochimice ideale. Metalul alcalin este prezent în cantități mari în materialul catodic, și anume împreună cu cobalt sub forma unui oxid mixt. Combinația de materiale asigură în cele din urmă o durată lungă de viață, energie și densitate de putere a bateriei. Bateriile mici conțin doar cantități relativ mici de metal alcalin: un telefon mobil conține doar două până la trei grame. Cu toate acestea, sunt necesare câteva kilograme pentru o mașină electrică. Situația este similară cu cobaltul.
Bateriile pe bază de litiu ar putea deveni mai scumpe
Chiar și acum, înainte ca era electromobilității să înceapă cu adevărat, cererea de litiu și tungsten este imensă, așa cum cercetătorii care lucrează cu Daniel Buchholz scriu în revista „Nature Reviews Materials”. Potrivit unui raport recent al Agenției Americane de Cartografie USGS, citat în studiu, din 35.000 de tone de litiu produse în 2017, 46 la sută au fost utilizate la fabricarea bateriilor. În 2025, ar trebui să fie de 70% și mai mult. Rezervele de litiu identificate sunt estimate la 14,3 milioane de tone în întreaga lume. În cazul cobaltului, aproximativ jumătate din cantitatea extrasă anul trecut a fost utilizată în baterii. Cererea va crește, de asemenea, în 2025.
Deși două treimi din zăcămintele mondiale de litiu sunt concentrate în trei țări din America de Sud (Chile, Bolivia, Argentina), cercetătorii lui Buchholz consideră că rezervele disponibile sunt suficiente și sigure pentru deceniile următoare. Cu toate acestea, pentru a putea satisface cererea în creștere, producția trebuie mărită - posibil chiar și de zece ori. Cele trei țări sud-americane au reacționat la cererea crescută și au înființat mari facilități de producție.
Oamenii de știință din Karlsruhe și Ulm consideră că rezervele de cobalt sunt mult mai critice. Deși cantități mari stau latente pe pământ, disponibilitatea este în principal limitată din punct de vedere geografic. În prezent, mai mult de jumătate din metalul de tranziție minat la nivel mondial este dezgropat în minele din Congo, o țară sfâșiată de războaie civile de ani de zile. Din cauza situației extrem de incerte din punct de vedere politic, este de temut o blocaj și o creștere a prețului metalului important, potrivit cercetătorilor. Ei văd o ieșire în nichel și alte metale mai puțin valoroase. Ar putea înlocui în mare măsură cobaltul din electrozi. Dacă ar fi, de asemenea, posibil să se reducă necesarul de cobalt în acest mod, cerința pentru litiu ar rămâne neschimbată. Prin urmare, în anii următori poate fi de așteptat o creștere a prețului pentru bateriile pe bază de litiu. Oamenii de știință văd bateriile pe bază de sodiu ca o alternativă mai ecologică și mai ieftină. Sodiul, de asemenea un metal alcalin, apare de aproape o mie de ori mai des decât clorura de sodiu sau carbonatul din scoarța terestră și poate fi descompus mai ușor și într-un mod mai ecologic decât litiul.
Cu toate acestea, bateriile cu ioni de sodiu, care sunt pe piață doar de trei ani, necesită îmbunătățiri tehnice și optimizare a materialelor pentru a reduce greutatea și a crește densitatea scăzută a energiei. Se ridică la aproximativ jumătate din tehnologia actuală cu litiu. Potrivit cercetătorilor, lipsa materiilor prime și creșterea prețului acestora vor crește probabil presiunea asupra dezvoltării sistemelor de baterii care nu au litiu și cobalt. Cu toate acestea, analiza detaliată a costurilor din studiu arată, de asemenea: În ciuda prețurilor scăzute ale materiilor prime, producția de baterii pe bază de sodiu va fi, în principiu, cu greu mai ieftină decât cea a sistemelor de stocare a litiului.