Crizele de litiu: Care sunt alternativele?

Încerc să scriu și să vă împărtășesc un rezumat al unui articol american despre alternativele la criza litiului. Sunt încă uimit să văd toate resursele posibile...dar cu ce preț?

În era electrificării, bateriile reîncărcabile par a fi un dat. Fie că este vorba de telefoane, laptopuri, camere sau tehnologie de conducere osoasă (o descoperire surprinzătoare în lumea audio!), aceste tobe au un lucru în comun. Toate sunt fabricate din litiu Bateriile cu litiu-ion (Li-ion) au luat lumea cu asalt în ultimii ani. Acestea sunt cea mai populară opțiune de stocare a bateriei în prezent, controlând peste 90% din piața globală a rețelei de energie electrică. Și stochează energia eficient, pentru o lungă perioadă de timp.

Dar cea mai notabilă utilizare a lor astăzi este în vehiculele electrice.

În ultimul deceniu, explozia producției de baterii litiu-ion a dus prețurile în scădere cu 85%, făcând mașinile electrice viabile comercial pentru prima dată în istorie.Bateriile deschid calea pentru un viitor fără dependență de combustibili fosili, ceea ce este crucial dacă am sunt de a încetini schimbările climatice, dar litiul nu este cel mai ecologic element chimic pe care l-am putea folosi. În America de Sud, rezervele uriașe de litiu consumă apă cu galoane, provocând conflicte devastatoare între populațiile locale. Este nevoie de 2,2 milioane de litri de apă pentru a produce o tonă de litiu.

Exploatarea litiului dăunează, de asemenea, solurilor și poate duce la contaminarea aerului.

Mulți subliniază că bateriile Li-on pot fi reciclate, ceea ce este cu siguranță un plus, deoarece înseamnă că pot fi reutilizate din nou și din nou, fără a fi nevoie de extracție de fiecare dată.

Dar această practică nu este încă stabilită la nivel universal, iar reciclarea bateriilor a înregistrat puține progrese în ultimii ani. Dacă vrem să ne bazăm în continuare pe bateriile cu litiu, situația trebuie așadar îmbunătățită. După cum a spus Mario Pagliaro într-un studiu recent, „Reutilizarea și reciclarea bateriilor cu litiu nu mai este o opțiune, ci o nevoie inevitabilă pentru producătorii de baterii și vehicule electrice”.

Între timp, mulți caută o alternativă. Mai ales că nu există nicio garanție că vom putea găsi suficientă materie primă pentru a face față cererii.

Ce putem folosi în loc de litiu în baterii?

Sare Sarea sau sodiul este un verișor chimic apropiat al litiului. Deși este un articol foarte asemănător, nu are același impact asupra mediului, ceea ce înseamnă că ar putea fi o opțiune viabilă pentru un înlocuitor. Soluția ar putea fi bateriile cu ioni de sodiu. Tehnologia cu ioni de sodiu nu consumă resurse limitate - iar producția sa nu necesită săruri rare de litiu - sarea de masă simplă este suficientă. Prin cons, sodiul este de 3 ori mai greu decât litiul! Ceea ce înseamnă că bateriile cu ioni de sodiu sunt, de asemenea, mult mai grele. Bateriile cu sodiu pot fi, de asemenea, mai puțin puternice, deoarece tensiunile celulelor lor sunt mai mici.

Apa de mare Dacă există baterii de sare, de ce să nu folosiți apă de mare? O echipă de la Institutul de Tehnologie din Germania a dezvoltat un prototip de baterie bazat pe apă de mare. Oceanele noastre conțin aproximativ peste 180 de miliarde de tone de litiu. Dar, din moment ce este diluat, cercetătorii proiectează multe filtre pentru a încerca să extragă selectiv apa de mare din litiu, pentru a o valorifica.


Siliciu Mulți oameni de știință consideră siliciul un ingredient esențial care ar putea transforma bateriile. Nu ar înlocui litiul, dar ar fi adăugat la bateriile cu litiu - adică ar fi mai ieftine și mai eficiente pe termen lung. În prezent, bateriile litiu-ion folosesc grafitul ca componentă cheie. FYI, grafitul este format din straturi fine și multitudine de carbon, ele însele stivuite una peste alta. Și într-o baterie tradițională litiu-ion, ionii de litiu pot aluneca prin aceste goluri dintre straturi, provocând pierderi.Înlocuirea grafitului cu siliciu ar putea duce la baterii mai ușoare și mai sigure.


magneziu Magneziul este în prezent cercetat ca o componentă potențial puternică a bateriilor viitoare. Este un element care poate transporta o sarcină mare +2, mai mult decât litiu și sodiu. Bateriile fabricate din magneziu metalic ar putea avea o densitate de energie mai mare, o stabilitate mai mare și un cost mai mic decât celulele litiu-ion actuale, potrivit unui studiu.Magneziul are și un alt avantaj. Fiecare atom de magneziu eliberează doi electroni în timpul fazei de descărcare a bateriei, în comparație cu un electron pentru litiu. Acest lucru îi oferă capacitatea de a furniza aproape de două ori mai multă energie electrică.

cânepă Această plantă și fibre durabile, utilizate în îmbrăcăminte, materiale de construcție, alimente și chiar piese auto, ar putea deveni o componentă cheie a bateriilor de vehicule electrice mai ieftine, mai sigure și mai puțin dăunătoare pentru mediu.

Fierul Fierul ar putea fi un substitut excelent pentru litiu. Se crede că acest element chimic are „potențial de oxidare” sau „potențial de reducere” mai bun în jargonul științific (nu își pierde eficacitatea la fel de repede).
În septembrie anul trecut a fost publicat de Bloomberg. Este vorba despre o companie de energie curată din Oregon, SUA, care face o achiziție record de baterii pe baza „chimiei fierului”. Acestea aparent pot stoca energie regenerabilă pentru mai mult timp și ar putea „ajuta la depășirea unora dintre problemele de fiabilitate care au cauzat întreruperi de curent în California și prețuri record la energie în Europa”.
Singura limitare a bateriilor cu flux de fier este că sunt mult mai mari decât bateriile cu litiu. Aceasta înseamnă că nu ar putea fi folosite în smartphone-uri, laptopuri sau chiar vehicule electrice, dar ar putea fi o opțiune practică pentru stocarea în rețea.

 
Ipotezele despre alternative, în special atunci când sunt prezentate cu recenzii elogioase pe măsură ce procesul cu litiu face furori, trebuie să fiți atenți. Celulele și bateriile sunt acum reciclate, așa că poluarea solului cu litiu este un argument greșit, cu excepția chestiunii extracției sale în mine, dar acolo este o chestiune de voință politică de a pune în aplicare un protocol de siguranță, ca în industria nucleară.

Alternativele fac obiectul unui număr considerabil de studii, dar între teorie și marketing există o prăpastie. Au trecut 15 ani că văd idei trecătoare, promițătoare ni se spune, din care nimic concret nu vine mai târziu. Dacă alternativele nu sunt în funcțiune, este pentru că au dezavantaje superioare litiului, precum în special densitatea energetică insuficientă, dar și degradarea în timp, numărul și timpul de reumplere, diverse riscuri.Asta nu înseamnă că un metal. ca magneziul nu ar fi valabil, dar asta in prezent, nu stim cum sa o facem.
De exemplu, la întrebarea „dacă există baterii de sare, de ce să nu folosim apă de mare?”, acest lucru s-a făcut, în special în domeniul pilelor de combustie. Și bineînțeles s-a întâmplat ceea ce trebuia să se întâmple: murdărirea membranelor, pentru că apa de mare nu este doar apă sărată, este plină de microorganisme și particule în suspensie. Și dacă este necesar să purificați apa de mare înainte de a o folosi, salut costul energiei.

Alternativele vor veni cu siguranță, litiul a fost și un mare avantaj față de cadmiul care l-a precedat, nu este nevoie să le revendicăm, toți jucătorii din domeniu sunt conștienți de problemă și fac cercetări. Avand in vedere perspectivele suculente pe care le-ar reprezenta o inovatie valabila, daca nu prezinta nici una este ca nu au reusit. Publicul larg nu realizează dificultățile atunci când se confruntă cu realitatea ingineriei. Unii ajung chiar până acolo încât își imaginează teorii ale conspirației pentru a explica că nu vrem schimbare tehnologică, când de fapt, nu știm cum. Acestea cu siguranță nu și-au murdărit niciodată mâinile în ceea ce privește inovația.

PS - Pentru aluzia la conducerea osoasa am aparatura pentru asta, am testat. Cât despre bateriile inovatoare, realitatea este mai puțin roz decât ceea ce se spune. Dacă poate fi potrivit pentru o conversație telefonică, sau pentru un sportiv care ascultă muzică în activitatea sa unde cerința de calitate nu este mare, contrar nevoii de a auzi sunetul ambiental, pe de altă parte este mult mai puțin bună căștile sunt foarte sensibil la poziționare, la strângere, spectrul de frecvență depinde de această poziționare, în special înaltele sunt ușor înăbușite, sau au scurgeri auzite în exterior pentru cei cu urechi sensibile.

Exnihiloest a scris: 
Ipotezele despre alternative, în special atunci când sunt prezentate cu recenzii elogioase pe măsură ce procesul cu litiu face furori, trebuie să fiți atenți. Celulele și bateriile sunt acum reciclate, așa că poluarea solului cu litiu este un argument greșit, cu excepția chestiunii extracției sale în mine, dar acolo este o chestiune de voință politică de a pune în aplicare un protocol de siguranță, ca în industria nucleară.

Alternativele fac obiectul unui număr considerabil de studii, dar între teorie și marketing există o prăpastie. Au trecut 15 ani că văd idei trecătoare, promițătoare ni se spune, din care nimic concret nu vine mai târziu. Dacă alternativele nu sunt în funcțiune, este pentru că au dezavantaje superioare litiului, precum în special densitatea energetică insuficientă, dar și degradarea în timp, numărul și timpul de reumplere, diverse riscuri.Asta nu înseamnă că un metal. ca magneziul nu ar fi valabil, dar asta in prezent, nu stim cum sa o facem.
De exemplu, la întrebarea „dacă există baterii de sare, de ce să nu folosim apă de mare?”, acest lucru s-a făcut, în special în domeniul pilelor de combustie. Și bineînțeles s-a întâmplat ceea ce trebuia să se întâmple: murdărirea membranelor, pentru că apa de mare nu este doar apă sărată, este plină de microorganisme și particule în suspensie. Și dacă este necesar să purificați apa de mare înainte de a o folosi, salut costul energiei.

Alternativele vor veni cu siguranță, litiul a fost și un mare avantaj față de cadmiul care l-a precedat, nu este nevoie să le revendicăm, toți jucătorii din domeniu sunt conștienți de problemă și fac cercetări. Avand in vedere perspectivele suculente pe care le-ar reprezenta o inovatie valabila, daca nu prezinta nici una este ca nu au reusit. Publicul larg nu realizează dificultățile atunci când se confruntă cu realitatea ingineriei. Unii ajung chiar până acolo încât își imaginează teorii ale conspirației pentru a explica că nu vrem schimbare tehnologică, când de fapt, nu știm cum. Acestea cu siguranță nu și-au murdărit niciodată mâinile în ceea ce privește inovația.

PS - Pentru aluzia la conducerea osoasa am aparatura pentru asta, am testat. Cât despre bateriile inovatoare, realitatea este mai puțin roz decât ceea ce se spune. Dacă poate fi potrivit pentru o conversație telefonică, sau pentru un sportiv care ascultă muzică în activitatea sa unde cerința de calitate nu este mare, contrar nevoii de a auzi sunetul ambiental, pe de altă parte este mult mai puțin bună căștile sunt foarte sensibil la poziționare, la strângere, spectrul de frecvență depinde de această poziționare, în special înaltele sunt ușor înăbușite, sau au scurgeri auzite în exterior pentru cei cu urechi sensibile.

Vă mulțumesc foarte mult pentru acest feedback informativ! Nu pot sa te contrazic, simt ca ai mult mai multa experienta decat mine pe acest subiect. Intenția mea de a scrie acest articol nu a fost în niciun caz o chestiune de a evidenția aceste alternative drept soluție „CEA”. Cu experiența dumneavoastră, care(e) resursă(e) credeți cel mai mult în ultimele descoperiri? Practic sunt aici pentru a mă educa În ceea ce privește conducerea osoasă; da, vazusem ca intr-adevar nu era un aparat care sa "decupleze" din punct de vedere al calitatii sunetului...dar mama mea care sufera de tinitus de 10 ani este foarte recunoscatoare pentru acest mic gadget!