Baterie litowe są drogie w produkcji i mogą być trudne w recyklingu. Niektórzy twierdzą również, że wydobycie litu jest niebezpieczne. Producenci szukają innych metali, aby zobaczyć, co mogą zaoferować.
Baterie litowe zrewolucjonizowały w ostatnich latach pojazdy elektryczne (EV). Są również wykorzystywane w innych produktach, w tym w telefonach komórkowych, urządzeniach do waporyzacji, systemach przechowywania kopii zapasowych zasilanych energią słoneczną, elektrycznych szczoteczkach do zębów, narzędziach i laptopach.
Akumulator pojazdu elektrycznego zużywa średnio około 8 kg litu, ale niektóre mogą zużyć znacznie więcej. Na przykład niektóre baterie Tesli zużywają około 62,6 kg litu.
Baterie litowe mogą być drogie i trudne w wydobyciu, a ich produkcja wymaga ogromnych ilości wody i technologii intensywnie wykorzystującej metale ciężkie. Wydobycie litu powoduje również odpady mineralne, a także erozję gleby i zanieczyszczenie wody.
Wydobycie litu jest silnie powiązane z nieetycznymi praktykami, takimi jak praca dzieci i praca przymusowa, szczególnie w krajach, w których metal występuje w dużych ilościach, takich jak Demokratyczna Republika Konga (DRK).
Ponadto trudno je poddać recyklingowi, co prowadzi do powstawania dużej ilości odpadów rocznie.
Niektóre firmy zwracają się obecnie w stronę innych alternatyw dla baterii litowych. Pozostaje to wyzwaniem, ponieważ lit jest nadal uważany za niezbędny do przejścia na ekologiczną energię, a nadal brakuje inwestycji i poszukiwania nowych alternatyw.
Czy mangan jest realną alternatywą dla baterii litowych?
Baterie manganowe zyskały ostatnio na popularności jako potencjalna alternatywa dla baterii litowych. Zwykle najbardziej poszukiwanymi metalami do akumulatorów pojazdów elektrycznych są kobalt, nikiel i lit, ale przydatny jest również mangan.
Jest to materiał katodowy w pojazdach elektrycznych, zaprojektowany w celu zwiększenia ich bezpieczeństwa, gęstości energii i rentowności. Przeciętny akumulator EV zawiera około 20 kg manganu i 14 kg kobaltu.
Mangan jest tańszy w wydobyciu niż lit, a jest go znacznie więcej. Ponieważ wydobycie kobaltu wiąże się z kilkoma kwestiami związanymi z prawami człowieka, a większość wydobywanego niklu nie nadaje się do stosowania w pojazdach elektrycznych, rośnie zainteresowanie manganem w akumulatorach.
Martin Kepman, prezes i dyrektor generalny kanadyjskiej firmy wydobywającej mangan Manganese X Energy Corp, powiedział w wywiadzie: „Mangan jest potencjalnym kandydatem do zakłócenia sektora akumulatorów litowo-jonowych. Ma podstawowe cechy, które ma potencjał do poprawy. gęstość baterii, pojemność, możliwość ponownego ładowania, bezpieczeństwo i trwałość. Nie mógł być lepszy moment na utworzenie północnoamerykańskich zasobów manganu.
„Dzięki globalnemu naciskowi na bardziej ekologiczną technologię i zmniejszaniu śladu węglowego Manganese X ma szansę stać się liderem w zapewnianiu krajowych dostaw manganu dla branży akumulatorów, ponieważ małe baterie konsumenckie w urządzeniach elektronicznych, smartfonach i rezerwach mocy w magazynach energii branży pojazdów elektrycznych i hybrydowych pojazdów elektrycznych.
Tesla i Volkswagen to obecnie dwie z najbardziej znanych firm badających wykorzystanie akumulatorów manganowych, a Elon Musk niedawno publicznie stwierdził, że akumulatory manganowe mają „potencjał” przewodzenia globalnej transformacji.
Zwykle mangan stosuje się w połączeniu z litem w szeregu akumulatorów, takich jak akumulatory z tlenkiem litowo-manganowym (LMO), akumulatory z fosforanem litowo-żelazowo-manganowym (LiFeMnPO4) i spinel litowo-manganowy, które są katodą.
Obecnie popularne są także akumulatory niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC). Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) w 2022 roku akumulatory NMC stanowiły 60% udziału w rynku, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP)n stanowiły prawie 30%, a akumulatory niklowo-kobaltowe – tlenku glinu (NCA) około 8 %.
Chociaż jednak zwiększone wykorzystanie manganu może być dobrym sposobem na zmniejszenie zapotrzebowania na nikiel i kobalt w akumulatorach litowych, większość manganu jest nadal stosowana w połączeniu z litem w pojazdach elektrycznych. Dlatego zanim mangan stanie się metalem dominującym w akumulatorach pojazdów elektrycznych, konieczne mogą być dalsze badania i rozwój.
Niektóre inne alternatywy dla baterii litowych
Jedną z innych pojawiających się alternatyw dla akumulatorów litowych są akumulatory sodowo-jonowe. Są energooszczędne, szybko się ładują i są stabilne w ekstremalnych temperaturach, zapewniając silną ochronę przed przegrzaniem.
Ponadto są one znacznie mniej toksyczne niż inne opcje akumulatorów, ponieważ nie zawierają miedzi, litu, kobaltu ani niklu, które mogą powodować zanieczyszczenie podczas procesu ekstrakcji i stwarzać potencjalne zagrożenie dla zdrowia.
Baterie te nie przechowują jednak tyle energii, co baterie litowe, co oznacza, że mogą nie nadawać się do powszechnego stosowania. Ponadto, ponieważ akumulatory sodowo-jonowe są wciąż stosunkowo nową technologią, ich łańcuch dostaw i dostępność nie są tak rozwinięte jak w przypadku akumulatorów litowych.
Baterie cynkowe, czyli baterie cynkowo-jonowe, to kolejna technologia akumulatorów, która cieszy się ostatnio większym zainteresowaniem. Uważany jest za bardziej przyjazny dla środowiska niż lit i występuje w dużych ilościach, dzięki czemu jest tańszy i łatwiejszy w wydobyciu.
Baterie cynkowe wymagają niewielkiej konserwacji i nie trzeba ich stale monitorować pod kątem bezpieczeństwa i wydajności. Charakteryzują się szeroką temperaturą roboczą i niską mocą wyjściową, co czyni je idealnym wyborem do zastosowań o niskim poborze mocy, takich jak latarki i piloty zdalnego sterowania. Jednakże baterie cynkowe mają średnią gęstość w porównaniu do baterii litowych, co oznacza, że mogą nie być w stanie zmagazynować tak dużej ilości energii.
Inną alternatywą dla akumulatorów litowych są akumulatory półprzewodnikowe, które są znacznie bardziej kompaktowe, mocne i trwałe, szczególnie w przypadku pojazdów elektrycznych. Dodatkowo baterie półprzewodnikowe są mniejsze i lżejsze niż baterie litowe. Są także bezpieczniejsze, charakteryzują się większą wydajnością i autonomią oraz mniejszym śladem węglowym.
Mają szybsze możliwości ładowania i można je naładować w ciągu 10 do 15 minut, w porównaniu do czasu od 20 minut do 12 godzin w przypadku baterii litowych. Jednak wadą jest to, że baterie półprzewodnikowe są droższe w produkcji, a łańcuchy dostaw wciąż się rozwijają.
