Kaj je razlog, zakaj si industrija litijevih baterij želi odstraniti elemente kobalta?

Mawallafi: Iflowpower - પોર્ટેબલ પાવર સ્ટેશન સપ્લાયર

Kobalt predstavlja eno petino litij-ionskega katodnega materiala, običajno obstajata dve vrsti: NMC (nikelj-manganov kobaltov oksid) ali NCA (nikelj-kobalt-aluminijev oksid). Kobalt v teh baterijah ima stabilno uporabo in je mogoče preprečiti katodno korozijo baterije. Lahko tudi poveča hitrost polnjenja baterije, vendar je ta surovina precej draga in jo je težko dobiti.

Poleg tega je v kobaltu nekaj socialnih težav. Skoraj dve tretjini kobalta na svetu se izkoplje v Demokratični republiki Kongo (Kongo (Jin)), kot sekundarni proizvod za velike rudnike niklja in bakra. Toda Kongo (Jin) ima tudi veliko ekipo, sestavljeno iz velikega števila neodvisnih ali ročno izdelanih rudarjev, ki se učinkovito upravljajo brez kakršnega koli varnostnega nadzora.

To vodi do pojava velikih količin človekovih pravic v rudniku kobalta v Kongu, vključno z uporabo dela otrok. Mantiram in katoda, ki so jo razvili njegovi kolegi, sta uparila kobalt z dodajanjem vsebnosti niklja; preračunano na težo predstavlja nikelj 89 % teže kovine v katodi. Njihova baterija združuje sestavine katod NMC in NCA, s čimer je nastala katoda NMA (nikelj-manganov aluminijev oksid) brez kobalta.

Mantiram je dejal, da čeprav ekipa ni prva ekipa, ki je razvila katodo z visoko vsebnostjo kobalta ali niklja, je to prva ekipa, ki nima kratke življenjske dobe baterije, nizke gostote energije. Gregless, tehnični direktor Laboratorija za baterije Univerze v Michiganu, je dejal, da Manthiramovi katodni materiali "kažejo ogromno ospredje". Verjame, da kobaltova baterija tudi bolje zaznava druge podobne katodne kemične materiale, na primer težnje po raztapljanju mangana pri visokih temperaturah, vendar je predhodno odkrivanje baterije spodbudno.

"Alternativa brez kobalta za tekmovanje z elektrodami, ki vsebujejo kobalt, je zelo razburljiva stvar. Tudi "Less) veliko upa na to baterijo. Ti vzorci prahu bodo izdelani v katoliku brez kobalta, da bi dosegli ta cilj, Manthiram in njegova ekipa uporabljajo specializirane tehnike za mešanje surovin na nanometru.

To vključuje črpanje raztopine, ki vsebuje nikljeve, manganove in aluminijeve ione, v reaktor, mešanje v reaktorju pomešano z drugo raztopino, vezano na kovinske ione. Posledično se fino mešani prah kovinskega hidroksida kalcinira skupaj z litijevim hidroksidom, da se tvori material za katodo. Med celotnim procesom hitrost črpanja in temperatura nista natančno nadzorovani, da bi zagotovili, da ima ustvarjeni katodni material pravilno strukturo in sestavine.

Mantiram je dejal: "Design katodne komponente je zelo dobro osnovno kemijsko znanje. Toda končno smo našli način za nadzor tega procesa, tako da lahko mešate mešanje v atomskem merilu. "Ko sta Mandhersram in njegova ekipa uspešno zmešala te elemente, sta katodo postavila v preizkušeno litij-ionsko vrečko, anoda pa uporablja tradicionalne grafitne elektrode.

Med postopkom detekcije so ugotovili, da je pri različnih stopnjah polnjenja in več sto ciklih polnjenja njihova zmogljivost primerljiva s komercialno dostopno litij-ionsko baterijo. Čeprav je gostota energije kobaltove kobioze nekoliko nizka, to pomeni, da lahko shrani manj litijevih ionov, vendar Mantiram verjame, da lahko nadomesti to vrzel z nadaljnjim izpopolnjevanjem svoje kemične sestave. Od teorije do komercialne konkurence komercialno dostopnih baterij brez cobi je bilo v polnem teku, on pa se osredotoča na to, da bi baterijo izvlekel iz laboratorija in vstopil v dejanski svet.

Pred kratkim je Mantiram ustanovil TexPower, da bi dosegel komercializacijo baterijskih katod. Rekel je, da bi ga bilo treba glede na trenutni trend enostavno združiti z obstoječim procesom izdelave baterij. To kobaltno elektrodo je mogoče uporabiti v nizu baterij, kot so potrošniški elektronski izdelki, električna vozila in energetska omrežja.

Mantiram upa, da bo njegova kortikalna kockina v nekaj letih prišla na trg. Ni pa edini raziskovalec v tej kategoriji. Startup, imenovan Sparkz, je nedavno pridobil dovoljenje za kode cobocar od nacionalnega laboratorija Oak Ridge Ministrstva za energijo ZDA za komercializacijo tehnologije.

Stara podjetja, kot je Panasonic, prav tako tekmujejo za zmanjšanje vsebnosti kobalta v bateriji. Elonmusk je upal, da bo v Tesli uporabljal kobitabilne baterije in pričakuje se, da bodo številni industrijski zlorabi naslednji mesec napovedali dejavnost Batteryday v Tesli z nizko vsebnostjo kobaltnih litijevih ionov. Zlom baterije.

Ali bo baterija, ki vsebuje kobalt, zamenjana v kratkem času? Vendar pa ima lahko kobalt kobalt tudi nekaj časa, da zastopa nekdanjega predsednika Inštituta za kobalt (Cobaltinstitute), sedanjega svetovalca DavidWeighta. Poleg stabilnosti in prednosti te kovine v primerjavi z litij-ionskimi baterijami podjetja, ki proizvajajo litij-ionske baterije, porabijo nekaj let in milijarde dolarjev za izboljšanje kobalt kobalta;. To pomeni, da morebitni novi udeleženci ne premagajo vztrajnosti številnih panog.

Weight je dejal: "Preden lahko postanete poslovna praksa, se moramo veseliti prihodnosti še dolgo. Prehod na novo tehnologijo ne bo a. V bližnji prihodnosti bo kobalt še dolgo v bateriji.

Nedavno poročilo "WorldBank" napoveduje, da v zadnjih nekaj desetletjih proizvodnja kobalta ni večja od 500 %, da bi zadovoljili naraščajoče povpraševanje po litij-ionskih baterijah. Weight je dejal, da samo Demokratična republika Kongo ne more zadovoljiti te potrebe, na svetu pa obstaja več podjetij za raziskovanje kobalta, ki jih je treba raziskati, da bi zagotovili nadaljnje odprto rudarjenje. Trenutno je največje ležišče kobaltove rude v morju, čeprav je globokomorsko rudarjenje še vedno sporno vprašanje.

Toda tudi če je dokazano, da dobava ni problem, lahko kobalt kobalt še vedno naredi litij-ionske baterije cenejše kot kdaj koli prej, strupene in bolj moralne standarde.