Lithiumcrises: wat zijn de alternatieven?

[Winget]

Ik probeer een samenvatting van een Amerikaans artikel over alternatieven voor de lithiumcrisis te schrijven en met u te delen. Ik ben nog steeds verbaasd om alle mogelijke bronnen te zien ... maar tegen welke prijs?

In het tijdperk van elektrificatie lijken oplaadbare batterijen een gegeven. Of het nu gaat om telefoons, laptops, camera's of de beengeleidingstechnologie (een verrassende ontdekking in de audiowereld!), hebben deze drums één ding gemeen. Ze zijn allemaal gemaakt van lithium Lithium-ion (Li-ion) batterijen hebben de wereld de afgelopen jaren stormenderhand veroverd. Ze zijn tegenwoordig de meest populaire optie voor batterijopslag en beheersen meer dan 90% van de wereldwijde elektriciteitsnetmarkt. En ze slaan energie efficiënt op, voor een lange tijd.

Maar hun meest opvallende gebruik is tegenwoordig in elektrische voertuigen.

In het afgelopen decennium heeft de explosie in de productie van lithium-ionbatterijen de prijzen met 85% doen dalen, waardoor elektrische auto's voor het eerst in de geschiedenis commercieel levensvatbaar zijn.Batterijen maken de weg vrij voor een toekomst zonder afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, wat cruciaal is als we zijn om de klimaatverandering te vertragen, maar lithium is niet het meest milieuvriendelijke chemische element dat we zouden kunnen gebruiken. In Zuid-Amerika verbruiken enorme lithiumvoorraden liters water, wat verwoestende conflicten tussen de lokale bevolking veroorzaakt. Er is 2,2 miljoen liter water nodig om één ton lithium te produceren.

Lithiumwinning is ook schadelijk voor de bodem en kan leiden tot luchtverontreiniging.

Velen wijzen erop dat Li-on-batterijen kunnen worden gerecycled, wat zeker een pluspunt is, omdat het betekent dat ze keer op keer kunnen worden hergebruikt zonder dat ze elke keer hoeven te worden verwijderd.

Maar deze praktijk is nog niet universeel ingeburgerd en de recycling van batterijen heeft de afgelopen jaren weinig vooruitgang geboekt. Als we willen blijven vertrouwen op lithiumbatterijen, moet de situatie dus worden verbeterd. Zoals Mario Pagliaro het in een recent onderzoek formuleerde: "Hergebruik en recycling van lithiumbatterijen is niet langer een optie, maar een onvermijdelijke noodzaak voor batterij- en EV-fabrikanten."

Ondertussen zijn velen op zoek naar een alternatief. Vooral omdat er geen garantie is dat we voldoende grondstof kunnen vinden om aan de vraag te voldoen.

Wat kunnen we gebruiken in plaats van lithium in batterijen?

Zout Zout, of natrium, is een nauwe chemische neef van lithium. Hoewel het een vergelijkbaar item is, heeft het niet dezelfde impact op het milieu, wat betekent dat het een haalbare optie kan zijn voor vervanging. De oplossing kunnen natrium-ionbatterijen zijn. Natrium-iontechnologie verbruikt geen schaarse hulpbronnen - en de productie ervan vereist geen zeldzame lithiumzouten - eenvoudig keukenzout is voldoende. Integendeel, natrium is 3 keer zwaarder dan lithium! Wat betekent dat natrium-ion-batterijen ook veel zwaarder zijn. Natriumbatterijen kunnen ook minder krachtig zijn omdat hun celspanningen lager zijn.

Zeewater Als er zoutbatterijen bestaan, waarom dan geen zeewater gebruiken? Een team van het Institute of Technology in Duitsland heeft een prototype batterij ontwikkeld op basis van zeewater.Onze oceanen bevatten ongeveer 180 miljard ton lithium. Maar omdat het verdund is, ontwerpen onderzoekers veel filters om te proberen selectief zeewater uit het lithium te halen, om het goed te gebruiken.


Silicium Veel wetenschappers beschouwen silicium als een essentieel ingrediënt dat batterijen zou kunnen transformeren. Het zou lithium niet vervangen, maar zou worden toegevoegd aan lithiumbatterijen - wat betekent dat ze op de lange termijn goedkoper en efficiënter zouden zijn. Momenteel gebruiken lithium-ionbatterijen grafiet als een belangrijk onderdeel. Ter informatie: grafiet bestaat uit fijne en massa's koolstoflagen, die zelf op elkaar zijn gestapeld. En in een traditionele lithium-ionbatterij kunnen lithiumionen door deze openingen tussen de lagen glippen, waardoor verlies ontstaat.Het vervangen van grafiet door silicium kan leiden tot lichtere en veiligere batterijen.


magnesium Magnesium wordt momenteel onderzocht als een potentieel krachtig onderdeel van toekomstige batterijen. Het is een element dat een grote +2 lading kan dragen, meer dan lithium en natrium. Batterijen gemaakt van metallisch magnesium zouden volgens een onderzoek een hogere energiedichtheid, grotere stabiliteit en lagere kosten kunnen hebben dan de huidige lithium-ioncellen. Magnesium heeft ook nog een ander voordeel. Elk magnesiumatoom geeft twee elektronen vrij tijdens de ontladingsfase van de batterij, vergeleken met één elektron voor lithium. Dit geeft het de mogelijkheid om bijna twee keer zoveel elektrische energie te leveren.

hennep Deze duurzame plant en vezel, die wordt gebruikt in kleding, bouwmaterialen, voedsel en zelfs auto-onderdelen, kan een belangrijk onderdeel worden van goedkopere, veiligere en minder schadelijke batterijen voor elektrische voertuigen voor het milieu.

Het ijzer IJzer zou wellicht een prima vervanging voor lithium kunnen zijn. Er wordt aangenomen dat dit chemische element een beter "oxidoreductiepotentieel" of "reductiepotentieel" heeft in wetenschappelijk jargon (het verliest zijn effectiviteit niet zo snel).
In september vorig jaar werd gepubliceerd door Bloomberg. Het gaat over een schone-energiebedrijf in Oregon, VS, dat een recordaankoop van batterijen doet op basis van "ijzerchemie". Deze kunnen blijkbaar duurzame energie langer opslaan en zouden "een deel van de betrouwbaarheidsproblemen kunnen helpen oplossen die hebben geleid tot stroomstoringen in Californië en recordprijzen voor energie in Europa."
De enige beperking van ijzerfluxbatterijen is dat ze veel groter zijn dan lithiumbatterijen. Dit betekent dat ze niet kunnen worden gebruikt in smartphones, laptops of zelfs elektrische voertuigen, maar een praktische optie kunnen zijn voor netwerkopslag.

[Exnihiloest]

 
Hypothesen over alternatieven, vooral wanneer ze lovende kritieken krijgen terwijl de lithiumproef woedt, moeten op hun hoede zijn. Cellen en batterijen worden nu gerecycled, dus bodemverontreiniging door lithium is een misleidend argument, behalve de kwestie van de winning ervan in de mijnen, maar daar is het een kwestie van politieke wil om een ​​veiligheidsprotocol in te voeren, zoals in de nucleaire industrie.

De alternatieven zijn onderwerp van een flink aantal studies, maar tussen theorie en marketing gaapt een kloof. Het is 15 jaar geleden dat ik ze voorbij heb zien komen, veelbelovende ideeën die ons worden verteld, waar achteraf niets concreets uit voortkomt. Als de alternatieven niet in gebruik zijn, is dat omdat ze nadelen hebben die superieur zijn aan lithium, zoals met name onvoldoende energiedichtheid, maar ook degradatie in de tijd, het aantal en de tijd van bijvullen, verschillende risico's. zoals magnesium niet geldig zou zijn, maar dat we momenteel niet weten hoe we het moeten doen.
Bijvoorbeeld op de vraag "als er zoutbatterijen bestaan, waarom dan geen zeewater gebruiken?", is dit gedaan, met name op het gebied van brandstofcellen. En natuurlijk gebeurde er wat er moest gebeuren: de vervuiling van de membranen, want zeewater is niet alleen zout water, het zit vol met micro-organismen en zwevende deeltjes. En als u zeewater moet zuiveren voordat u het gebruikt, hallo tegen de energiekosten.

De alternatieven zullen zeker komen, lithium was ook een groot voordeel ten opzichte van het cadmium dat eraan voorafging, het is niet nodig om ze te claimen, alle spelers in het veld kennen het probleem en doen onderzoek. Gezien de sappige vooruitzichten die een geldige innovatie zou bieden, is het dat ze niet zijn geslaagd als ze er geen zijn. Het grote publiek realiseert zich de moeilijkheden niet wanneer ze worden geconfronteerd met de realiteit van engineering. Sommigen gaan zelfs zo ver dat ze complottheorieën bedenken om uit te leggen dat we geen technologische verandering willen, terwijl we in feite niet weten hoe. Deze hebben zeker nooit hun handen vuil gemaakt aan innovatie.

PS - Voor de verwijzing naar beengeleiding, daar heb ik de apparatuur voor, ik heb het getest. Wat betreft innovatieve batterijen is de realiteit minder rooskleurig dan wordt beweerd. Als het geschikt kan zijn voor een telefoongesprek, of voor een atleet die naar muziek luistert in zijn activiteit waar de kwaliteitseis niet groot is in tegenstelling tot de noodzaak om het omgevingsgeluid te horen, aan de andere kant is het veel minder goed koptelefoons zijn erg gevoelig voor positionering, voor aanscherping, het frequentiespectrum is afhankelijk van deze positionering, met name de hoge tonen worden gemakkelijk gedempt, of hebben lekken extern gehoord voor mensen met gevoelige oren.

[Winget]

 
Hypothesen over alternatieven, vooral wanneer ze lovende kritieken krijgen terwijl de lithiumproef woedt, moeten op hun hoede zijn. Cellen en batterijen worden nu gerecycled, dus bodemverontreiniging door lithium is een misleidend argument, behalve de kwestie van de winning ervan in de mijnen, maar daar is het een kwestie van politieke wil om een ​​veiligheidsprotocol in te voeren, zoals in de nucleaire industrie.

De alternatieven zijn onderwerp van een flink aantal studies, maar tussen theorie en marketing gaapt een kloof. Het is 15 jaar geleden dat ik ze voorbij heb zien komen, veelbelovende ideeën die ons worden verteld, waar achteraf niets concreets uit voortkomt. Als de alternatieven niet in gebruik zijn, is dat omdat ze nadelen hebben die superieur zijn aan lithium, zoals met name onvoldoende energiedichtheid, maar ook degradatie in de tijd, het aantal en de tijd van bijvullen, verschillende risico's. zoals magnesium niet geldig zou zijn, maar dat we momenteel niet weten hoe we het moeten doen.
Bijvoorbeeld op de vraag "als er zoutbatterijen bestaan, waarom dan geen zeewater gebruiken?", is dit gedaan, met name op het gebied van brandstofcellen. En natuurlijk gebeurde er wat er moest gebeuren: de vervuiling van de membranen, want zeewater is niet alleen zout water, het zit vol met micro-organismen en zwevende deeltjes. En als u zeewater moet zuiveren voordat u het gebruikt, hallo tegen de energiekosten.

De alternatieven zullen zeker komen, lithium was ook een groot voordeel ten opzichte van het cadmium dat eraan voorafging, het is niet nodig om ze te claimen, alle spelers in het veld kennen het probleem en doen onderzoek. Gezien de sappige vooruitzichten die een geldige innovatie zou bieden, is het dat ze niet zijn geslaagd als ze er geen zijn. Het grote publiek realiseert zich de moeilijkheden niet wanneer ze worden geconfronteerd met de realiteit van engineering. Sommigen gaan zelfs zo ver dat ze complottheorieën bedenken om uit te leggen dat we geen technologische verandering willen, terwijl we in feite niet weten hoe. Deze hebben zeker nooit hun handen vuil gemaakt aan innovatie.

PS - Voor de verwijzing naar beengeleiding, daar heb ik de apparatuur voor, ik heb het getest. Wat betreft innovatieve batterijen is de realiteit minder rooskleurig dan wordt beweerd. Als het geschikt kan zijn voor een telefoongesprek, of voor een atleet die naar muziek luistert in zijn activiteit waar de kwaliteitseis niet groot is in tegenstelling tot de noodzaak om het omgevingsgeluid te horen, aan de andere kant is het veel minder goed koptelefoons zijn erg gevoelig voor positionering, voor aanscherping, het frequentiespectrum is afhankelijk van deze positionering, met name de hoge tonen worden gemakkelijk gedempt, of hebben lekken extern gehoord voor mensen met gevoelige oren.

Hartelijk dank voor deze informatieve feedback! Ik kan je niet tegenspreken, ik heb het gevoel dat je veel meer ervaring hebt dan ik op dit gebied. Mijn bedoeling om dit artikel te schrijven was op geen enkele manier een kwestie van deze alternatieven als "DE" oplossing te markeren. Met uw ervaring, welke bron(nen) gelooft u het meest in de laatste ontdekkingen? Ik ben hier eigenlijk om mezelf te onderwijzen Wat betreft beengeleiding; ja ik had gezien dat het inderdaad geen toestel was dat "ontkoppelt" qua geluidskwaliteit... maar mijn moeder die al 10 jaar last heeft van tinnitus is erg dankbaar voor dit kleine gadget!