विद्युतीय सवारी साधन विकासमा ब्याट्री रिकभरी प्रविधिको मुख्य विश्लेषण

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Draagbare kragstasie verskaffer

जलवायु परिवर्तन कम गर्न विश्व विद्युतीय सवारी साधनतर्फ मोडिँदै गर्दा, प्रमुख ब्याट्री सामग्रीहरूको भविष्यको मागको परिमाण निर्धारण गर्नु महत्त्वपूर्ण छ। नयाँ प्रतिवेदनमा, CHENGJIANXU, Bernhardsteubing र नेदरल्याण्ड्स लिडेन विश्वविद्यालय र अमेरिकी अगोङ राष्ट्रिय प्रयोगशालाको अनुसन्धान टोलीले २०२० देखि २०५० सम्म लिथियम, निकल, कोबाल्ट र म्याङ्गनीज अक्साइडको माग देखाएको छ। धेरै कारकहरू बढ्नेछ।

त्यसकारण, लिथियम, कोबाल्ट र निकेलको आपूर्ति श्रृंखलाको माग विस्तार हुन्छ, र थप स्रोतहरू अन्वेषण गर्न आवश्यक पर्न सक्छ। यद्यपि, विद्युतीय फ्लीटको विकास र प्रत्येक कारको ब्याट्री क्षमताको सापेक्षमा, अनिश्चितता धेरै ठूलो छ। २०५० भन्दा पहिले, बन्द-लूप रिसाइक्लिंगले कच्चा पदार्थको माग घटाउनमा माध्यमिक तर बढ्दो रूपमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलेको थियो, र अनुसन्धानकर्ताहरूले उन्नत रिसाइक्लिंग रणनीतिहरू अध्ययन गर्नुपर्छ, र स्क्र्याप गरिएका कोषहरूबाट ब्याट्री-स्तरका सामग्रीहरूलाई आर्थिक रूपमा रिसाइकल गर्नुपर्छ।

यो कृति अब "प्राकृतिक सञ्चार सामग्री" मा प्रकाशित छ। आन्तरिक दहन इन्जिन भएका सवारी साधनहरूको तुलनामा विद्युतीय सवारी साधन (EV) को जलवायुमा पर्ने प्रभावभन्दा विद्युतीय सवारी साधनको विकास कम छ। यो फाइदाले मागमा उल्लेखनीय वृद्धि निम्त्याउँछ, र विश्वव्यापी जहाजहरूको संख्या हजारौंबाट बढेर ७ पुग्छ।

२०१९ मा ५० लाख जहाजहरू। यद्यपि, विश्वव्यापी औसत अटोमोटिभ बजार अझै पनि सीमित छ, र भविष्यको वृद्धिले विगतको तुलनामा निरपेक्ष वृद्धि हुने अपेक्षा गरिएको छ। लिथियम-आयन ब्याट्री (libs) विद्युतीय सवारी साधनहरूको मुख्यधारा प्रविधि हो, विशिष्ट अटोमोटिभ लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू लिथियम, कोबाल्ट र निकेलमा समावेश हुन्छन्, र एनोडमा ग्रेफाइट हुन्छ, र अन्य घटकहरूमा आल्मुनियम र तामा हुन्छ।

ब्याट्री प्रविधि हाल नयाँ र सुधारिएको रासायनिक दिशातर्फ अघि बढिरहेको छ। यस काममा, XU et al. लिथियम, निकल, कोबाल्टदेखि ग्रेफाइट र सिलिकनसम्मको विश्वव्यापी हल्का विद्युतीय मोटर गाडीको ब्याट्रीको सामग्री मागको अध्ययन गरियो, र सुधारिएको ब्याट्रीहरूको बारेमा छलफल गर्न सामग्रीको मागलाई दिगो उत्पादन क्षमता र ज्ञात भण्डारसँग जोडियो।

मुख्य कारक। यो कार्यले भविष्यको ब्याट्री सामग्री र ब्याट्री सामग्रीको मागलाई बढाउने प्रमुख कारकहरूको बारेमा अन्तर्दृष्टि प्रदान गरेर विद्युतीय सवारी साधनको संक्रमणमा सहयोग गर्नेछ। २०५० सम्म विश्वव्यापी विद्युतीय सवारी साधनको स्टक विकास पूर्वानुमान।

शुद्ध विद्युतीय कार, प्लग-इन हाइब्रिड विद्युतीय कार, STEP कार्यक्रम, राष्ट्रिय नीति परिदृश्य, दिगो विकास परिदृश्य। इलेक्ट्रिक अटोमोबाइल (EV) टोलीले अन्तर्राष्ट्रिय ऊर्जा (IEA) का दुई केसहरूको आधारमा २०३० सम्म इलेक्ट्रिक कार फ्लीटहरूको वृद्धि बढायो। यसमा "पेरिस सम्झौता" जलवायु लक्ष्य, अर्थात् २०३० विद्युतीय सवारी साधनको विश्वव्यापी बिक्री ३०% पुगेको छ, सँग सम्बन्धित स्थापित नीतिहरू र दिगो विकास (SD) परिदृश्यहरू समावेश छन्।

यस विश्लेषणमा, XU et al. यी परिदृश्यहरूलाई २०५० सम्म विस्तार गर्नुहोस्। STEP समाधान पूरा गर्न, २०५० सम्ममा, वार्षिक रूपमा लगभग ६ TWH ब्याट्री क्षमता आवश्यक पर्दछ।

सामग्री आवश्यकताहरू ब्याट्री रासायनिक अभिकर्मकहरूको छनोटमा निर्भर हुनेछन्, र हाल तीनवटा ब्याट्री रासायनिक अभिकर्मकहरू विचार गरिँदै छन्। सबैभन्दा सम्भावित अवस्था हालको लिथियम निकल-कोबाल्ट एल्युमिनियम (NCA) र लिथियम निकल-कोबाल्ट म्याङ्गनीज (NCM) ब्याट्रीहरू (यसपछि NCX भनेर चिनिन्छ, जहाँ x ले एल्युमिनियम वा म्याङ्गनीजलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ) पछि आउनेछ। २०३० सम्ममा, यसले ब्याट्री रसायन विज्ञानको विकासमा नेतृत्व गर्नेछ।

लिथियम आयन ब्याट्री पोजिटिभ इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा भविष्यका विद्युतीय सवारी साधनहरूमा यसको प्रयोग बढ्दै जाने अपेक्षा गरिएको छ। यद्यपि यसले ऊर्जा भन्दा विद्युतीय सवारी साधनको इन्धन अर्थतन्त्र र अनन्त माइलेजलाई असर गर्नेछ, LFP हरूमा कम उत्पादन लागत, राम्रो थर्मल स्थिरता र लामो आयुका फाइदाहरू छन्। यद्यपि LFP ब्याट्री हाल बस जस्ता व्यावसायिक सवारी साधनहरूमा उपयोगी छ, टेस्लास लगायत हल्का विद्युतीय सवारी साधनहरूमा पनि यसको व्यापक प्रयोग छ।

STEP कार्यक्रममा, ब्याट्री बजार हिस्सा र २०५० अघिको इलेक्ट्रिक कार ब्याट्री वर्ष। (A) NCX दृश्य। (ख) LFP दृश्य।

(ग) लि-एस / हवाई दृश्य। LFP लिथियम आइरन फस्फेट ब्याट्री, NCM लिथियम निकल-वाटेंगनीज ब्याट्री, NCM111, NCM 523, NCM622, NCM811, NCM 955 ले निकल, कोबाल्ट, म्यांगनीजको अनुपातलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। NCA लिथियम निकल-कोबाल्ट एल्युमिनियम ब्याट्री, ग्रेफाइट (Si) ग्रेफाइट एनोडमा आंशिक सिलिकन, लिथियम सल्फाइड ब्याट्री, लिथियम एयर ब्याट्री, TWH109KWH हुन्छ।

ब्याट्री सामग्रीको आवश्यकता र पुन: प्राप्ति पछि, वैज्ञानिकहरूले विद्युतीय सवारी साधन (EV) ब्याट्रीहरूको मागको मूल्याङ्कन गरेका छन्, र औंल्याए कि लिथियमको वृद्धि ब्याट्री-विशिष्ट रासायनिक घटकहरूले थोरै मात्र प्रभावित हुन्छ, र निकल र कोबाल्ट-विशिष्ट ब्याट्री रासायनिक घटकहरूले तिनीहरूको आवश्यकताहरूमा बढी प्रभाव पार्छ। २०२० देखि २०५० सम्म, लिथियम-आयन ब्याट्रीको माग अझ बढ्नेछ। यसरी, उनीहरूले २०२० देखि २०५० सम्म लिथियमको संचित माग ७ को बीचमा रहेको भविष्यवाणी गरे।

३० लाख टन र १८.३ मिलियन टन, कोबाल्टको संचित माग ३५ लाख टन देखि १ सम्म थियो।

८८ मिलियन टन थियो, र निकेलको संचित माग १८१ मिलियन थियो। ८८ करोड ९० लाख टनसम्म टन। जू एट अल।

फोहोर ब्याट्रीमा समयसँगै परिवर्तन हुने सामग्रीहरूको छेउमा र यी सामग्रीहरूलाई कसरी पुन: प्रयोग गर्ने भनेर छलफल गर्दा प्राथमिक सामग्रीहरूको उत्पादन घटाउन मद्दत गर्छ। अवस्थित विद्युतीय कार ब्याट्री व्यावसायिक रिसाइक्लिंग विधिमा सुख्खा र भिजेको दुई प्रकारका विधिहरू छन्। आगो लगाउने विधिमा सम्पूर्ण ब्याट्री वा पूर्व-उपचार गरिएको ब्याट्री प्याक पगाल्ने समावेश छ।

भिजेको धातु विज्ञान एसिड डुबाएर त्यसपछि विलायक निकासी र वर्षा विधिद्वारा ब्याट्री सामग्री पुनःप्राप्त गर्ने प्रक्रियामा आधारित हुन्छ। बन्द लूप परिसंचरणमा, आगो विधिद्वारा उपचार गरिसकेपछि भिजेको धातुकर्म उपचार गर्न सकिन्छ, र मिश्र धातुलाई धातुको नुनमा परिणत गरिन्छ। प्रत्यक्ष रिकभरी विधिको उद्देश्य आर्थिक र वातावरणीय फाइदाहरू प्राप्त गर्न यसको रासायनिक संरचना कायम राख्दै क्याथोड सामग्रीलाई पुन: प्राप्ति गर्नु हो, तर यो दृष्टिकोण अझै विकासको प्रारम्भिक चरणमा छ।

NCX, LFP र Li-S / एयर ब्याट्री सोलुसन्समा, २०२० देखि २०५० सम्म लिथियम, निकल र कोबाल्ट ब्याट्री सामग्रीहरू प्रवाहित हुन्छन्। (क) कच्चा पदार्थको माग। (ख) फोहोर ब्याट्री सामग्रीहरू।

STEP परिदृश्य - साधारण नीति परिदृश्य, दिगो विकास परिदृश्य, मिलियन टन दिगो विकास परिदृश्य। इलेक्ट्रिक अटोमोटिभ आउटलुकले यस तरिकाले मोडेलहरू विकास गरेको छ, जु चेङजियान, बर्नहाड स्टीभ र उनका सहकर्मीहरूले लिथियम, निकल र कोबाल्ट ब्याट्री क्षमता कसरी उल्लेखनीय रूपमा बढ्नेछ भनेर देखाउन विकास गरेका छन्, किनकि २०२५ अघि पनि, इलेक्ट्रिक कारहरूको माग वृद्धिले हालको उत्पादन गतिलाई पनि पार गर्न सक्छ। ब्याट्री सामग्रीहरू अवस्थित उत्पादन क्षमता भन्दा बढी नभई आपूर्ति गर्न सकिन्छ, तर अन्य विभागहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न बढाउनु पर्छ।

नयाँ भण्डारको खोजसँगै आपूर्ति जोखिमहरूको सिंहावलोकन परिवर्तन हुन सक्छ। ब्याट्री क्षमताको माग प्राविधिक कारकहरूमा निर्भर गर्दछ, जस्तै सवारी साधनको डिजाइन, तौल र इन्धन दक्षता, साथै फ्लीट स्केलको आकार र उपभोक्तादेखि विद्युतीय सवारी साधनको आकार र दायरा। प्रत्यक्ष रिकभरी सबैभन्दा किफायती र वातावरणमैत्री बन्द-सर्किट लूप विधि हो, किनभने यसले क्याथोड सामग्रीहरू पग्लने र लिचिंग बिना नै पुन: प्राप्ति गर्न सक्छ।

विद्युतीय कारमा संक्रमणको सफलता उद्योगको निरन्तर सामग्री आपूर्तिलाई निरन्तरता दिन सक्छ कि सक्दैन भन्ने कुरामा निर्भर गर्नेछ। रासायनिक पदार्थहरूको जीवन चक्र मूल्याङ्कन सहित वैज्ञानिक दिगोपन मूल्याङ्कनले ब्याट्री रसायन र कच्चा पदार्थहरूको छनोटलाई मार्गदर्शन गर्नेछ। विश्वव्यापी मागको अपेक्षा गरिएको विश्वव्यापी माग विद्युतीय सवारी साधन र तिनका ब्याट्रीहरूको विश्वव्यापी आर्थिक वातावरण र सामाजिक प्रभावको अनुगमन गर्ने प्लेटफर्म पनि हो।