Lityum krizleri: Alternatifler nelerdir?

[Winget]

Lityum krizine alternatifler üzerine bir Amerikan makalesinin özetini yazıp sizinle paylaşmak için elimden geleni yapıyorum. Tüm olası kaynakları görmek beni hâlâ şaşırtıyor... ama ne pahasına?

Elektrifikasyon çağında, şarj edilebilir piller verilmiş gibi görünüyor. Telefonlar, dizüstü bilgisayarlar, kameralar veya kemik iletim teknolojisi (ses dünyasında şaşırtıcı bir keşif!), bu davulların ortak bir yanı var. Hepsi lityumdan yapılmıştır.Lityum-ion (Li-ion) piller son yıllarda dünyayı etkisi altına aldı. Bugünün en popüler pil depolama seçeneğidir ve küresel elektrik şebekesi pazarının %90'ından fazlasını kontrol eder. Ve enerjiyi uzun süre verimli bir şekilde depolarlar.

Ancak günümüzde en dikkate değer kullanımları elektrikli araçlardadır.

Son on yılda, lityum iyon pil üretimindeki patlama, fiyatları %85 oranında düşürerek, elektrikli arabaları tarihte ilk kez ticari olarak uygulanabilir hale getirdi.Piller, fosil yakıt bağımlılığı olmayan bir geleceğin yolunu açıyor, bu da bizler için çok önemli. iklim değişikliğini yavaşlatmak için ama lityum, kullanabileceğimiz en çevre dostu kimyasal element değil. Güney Amerika'da devasa lityum rezervleri litrelerce su tüketiyor ve yerel halklar arasında yıkıcı çatışmalara neden oluyor. Bir ton lityum üretmek için 2,2 milyon litre su gerekiyor.

Lityum madenciliği de toprağa zarar verir ve hava kirliliğine yol açabilir.

Birçoğu, Li-on pillerin geri dönüştürülebileceğini belirtiyor, bu kesinlikle bir artı çünkü her seferinde ekstraksiyona gerek kalmadan tekrar tekrar kullanılabilecekleri anlamına geliyor.

Ancak bu uygulama henüz evrensel olarak oluşturulmamıştır ve pil geri dönüşümü son yıllarda çok az ilerleme kaydetmiştir. Lityum pillere güvenmeye devam etmek istiyorsak, durum bu nedenle iyileştirilmelidir. Mario Pagliaro'nun yakın tarihli bir araştırmasında belirttiği gibi, "Lityum pillerin yeniden kullanılması ve geri dönüştürülmesi artık bir seçenek değil, pil ve EV üreticileri için kaçınılmaz bir ihtiyaçtır."

Bu arada, çoğu bir alternatif arıyor. Özellikle talebi karşılayacak kadar hammadde bulabileceğimizin garantisi olmadığı için.

Pillerde lityum yerine ne kullanabiliriz?

Tuz Tuz veya sodyum, lityumun yakın bir kimyasal kuzenidir. Çok benzer bir öğe olmasına rağmen, çevre üzerinde aynı etkiye sahip değildir, bu da değiştirme için uygun bir seçenek olabileceği anlamına gelir. Çözüm, sodyum iyon piller olabilir. Sodyum iyon teknolojisi kıt kaynakları tüketmez - ve üretimi nadir lityum tuzları gerektirmez - basit sofra tuzu yeterlidir. muhafazakarlar tarafından, sodyum lityumdan 3 kat daha ağırdır! Bu, sodyum iyon pillerin de çok daha ağır olduğu anlamına gelir. Sodyum piller ayrıca hücre voltajları daha düşük olduğu için daha az güçlü olabilir.

Deniz suyu Tuz pilleri varsa, neden deniz suyu kullanmıyorsunuz? Almanya'daki Teknoloji Enstitüsü'nden bir ekip, deniz suyuna dayalı bir prototip pil geliştirdi.Okyanuslarımız yaklaşık 180 milyar tondan fazla lityum içeriyor. Ancak seyreltildiği için araştırmacılar, iyi bir kullanıma sokmak için lityumdan deniz suyunu seçici olarak çıkarmaya çalışmak için birçok filtre tasarlıyorlar.


Silikon Birçok bilim insanı, silikonun pilleri dönüştürebilecek önemli bir bileşen olduğunu düşünüyor. Lityumun yerini almayacak, ancak lityum pillere eklenecek - yani uzun vadede daha ucuz ve daha verimli olacaklar. Şu anda, lityum iyon piller, temel bileşen olarak grafit kullanıyor. Bilginize, grafit, birbiri üzerine yığılmış ince ve çok sayıda karbon katmanından oluşur. Ve geleneksel bir lityum iyon pilde, lityum iyonları katmanlar arasındaki bu boşluklardan kayarak kayıplara neden olabilir.Grafitin silikonla değiştirilmesi, daha hafif ve daha güvenli pillere yol açabilir.


magnezyum Magnezyum şu anda gelecekteki pillerin potansiyel olarak güçlü bir bileşeni olarak araştırılmaktadır. Lityum ve sodyumdan daha büyük bir +2 yük taşıyabilen bir elementtir. Bir araştırmaya göre, metalik magnezyumdan yapılan piller, mevcut lityum iyon hücrelere göre daha yüksek enerji yoğunluğuna, daha fazla stabiliteye ve daha düşük maliyete sahip olabilir.Magnezyum ayrıca başka bir avantaja sahiptir. Her magnezyum atomu, lityum için bir elektron ile karşılaştırıldığında, pil deşarj aşamasında iki elektron serbest bırakır. Bu, ona neredeyse iki kat daha fazla elektrik enerjisi sağlama yeteneği verir.

kenevir Giyim, inşaat malzemeleri, gıda ve hatta otomotiv parçalarında kullanılan bu sürdürülebilir bitki ve elyaf, çevreye daha ucuz, daha güvenli ve daha az zararlı elektrikli araç akülerinin önemli bir bileşeni haline gelebilir.

Demir Demir belki de lityum için mükemmel bir alternatif olabilir. Bu kimyasal elementin bilimsel jargonda daha iyi "oksidoredüksiyon potansiyeli" veya "indirgeme potansiyeli" olduğuna inanılmaktadır (etkinliğini o kadar çabuk kaybetmez).
Geçen yıl Eylül ayında Bloomberg tarafından yayınlandı. ABD, Oregon'da "demir kimyası"na dayalı rekor pil alımı yapan bir temiz enerji şirketi hakkında. Bunlar görünüşe göre yenilenebilir enerjiyi daha uzun süre depolayabilir ve "Kaliforniya'da elektrik kesintilerine neden olan ve Avrupa'da rekor enerji fiyatlarına neden olan bazı güvenilirlik sorunlarının üstesinden gelmeye yardımcı olabilir."
Demir akı pillerinin tek sınırlaması, lityum pillerden çok daha büyük olmalarıdır. Bu, akıllı telefonlarda, dizüstü bilgisayarlarda ve hatta elektrikli araçlarda kullanılamayacakları, ancak ağ depolaması için pratik bir seçenek olabileceği anlamına gelir.

[Exnihiloest]

 
Alternatiflerle ilgili hipotezler, özellikle de lityum denemeleri hızla artarken, eleştirilerle karşı karşıya kaldıklarında, dikkatli olunmalıdır. Hücreler ve piller artık geri dönüştürülmektedir, bu nedenle lityumun toprak kirliliği, madenlerde çıkarılması sorunu dışında yanıltıcı bir argümandır, ancak burada nükleer endüstride olduğu gibi bir protokol güvenliği yerleştirmek için bir siyasi irade sorunu vardır.

Alternatifler önemli sayıda çalışmanın konusudur, ancak teori ile pazarlama arasında bir uçurum vardır. Bize söylenen, sonradan somut hiçbir şeyin çıkmadığı, gelip geçen, umut verici fikirler gördüğüm 15 yıl oldu. Alternatiflerin kullanımda olmaması, özellikle yetersiz enerji yoğunluğu, ayrıca zamanla bozulma, yeniden doldurma sayısı ve süresi, çeşitli riskler gibi lityuma göre daha üstün dezavantajlara sahip olduklarındandır. Magnezyum geçerli olmayacak gibi, ama şu anda bunu nasıl yapacağımızı bilmiyoruz.
Örneğin “tuz pilleri varsa neden deniz suyu kullanılmıyor?” sorusuna özellikle yakıt pilleri alanında bu yapılmıştır. Ve elbette olması gereken oldu: membranların kirlenmesi, çünkü deniz suyu sadece tuzlu su değil, mikroorganizmalar ve süspansiyon halindeki parçacıklarla dolu. Ve deniz suyunu kullanmadan önce arıtmak gerekirse, enerji maliyetine merhaba.

Alternatifler mutlaka gelecektir, lityum da kendinden önceki kadmiyuma göre büyük bir avantajdı, onları sahiplenmeye gerek yok, sahadaki tüm oyuncular sorunun farkında ve araştırma yapıyorlar. Geçerli bir yeniliğin temsil edeceği cazip beklentiler göz önüne alındığında, eğer sunmazlarsa, başarılı olamamışlardır. Genel halk, mühendislik gerçeğiyle karşı karşıya kaldığında zorlukların farkında değildir. Hatta bazıları, teknolojik değişim istemediğimizi açıklamak için komplo teorilerini hayal edecek kadar ileri gidiyor, ancak aslında nasıl olduğunu bilmiyoruz. Bunlar kesinlikle yenilik açısından ellerini kirletmediler.

Not - Kemik iletimine atıfta bulunmak için, bunun için ekipmanım var, test ettim. Yenilikçi pillere gelince, gerçek söylenenden daha az pembe. Bir telefon görüşmesi için ya da ortam sesini duyma ihtiyacının aksine kalite gereksiniminin büyük olmadığı aktivitesinde müzik dinleyen bir sporcu için uygun olabilirse, diğer yandan çok daha az iyi kulaklıklar çok daha iyidir. konumlandırmaya, sıkıştırmaya duyarlıdır, frekans spektrumu bu konumlandırmaya bağlıdır, özellikle tiz kolayca boğuktur veya hassas kulakları olanlar için harici olarak sızıntılar duyulur.

[Winget]

 
Alternatiflerle ilgili hipotezler, özellikle de lityum denemeleri hızla artarken, eleştirilerle karşı karşıya kaldıklarında, dikkatli olunmalıdır. Hücreler ve piller artık geri dönüştürülmektedir, bu nedenle lityumun toprak kirliliği, madenlerde çıkarılması sorunu dışında yanıltıcı bir argümandır, ancak burada nükleer endüstride olduğu gibi bir protokol güvenliği yerleştirmek için bir siyasi irade sorunu vardır.

Alternatifler önemli sayıda çalışmanın konusudur, ancak teori ile pazarlama arasında bir uçurum vardır. Bize söylenen, sonradan somut hiçbir şeyin çıkmadığı, gelip geçen, umut verici fikirler gördüğüm 15 yıl oldu. Alternatiflerin kullanımda olmaması, özellikle yetersiz enerji yoğunluğu, ayrıca zamanla bozulma, yeniden doldurma sayısı ve süresi, çeşitli riskler gibi lityuma göre daha üstün dezavantajlara sahip olduklarındandır. Magnezyum geçerli olmayacak gibi, ama şu anda bunu nasıl yapacağımızı bilmiyoruz.
Örneğin “tuz pilleri varsa neden deniz suyu kullanılmıyor?” sorusuna özellikle yakıt pilleri alanında bu yapılmıştır. Ve elbette olması gereken oldu: membranların kirlenmesi, çünkü deniz suyu sadece tuzlu su değil, mikroorganizmalar ve süspansiyon halindeki parçacıklarla dolu. Ve deniz suyunu kullanmadan önce arıtmak gerekirse, enerji maliyetine merhaba.

Alternatifler mutlaka gelecektir, lityum da kendinden önceki kadmiyuma göre büyük bir avantajdı, onları sahiplenmeye gerek yok, sahadaki tüm oyuncular sorunun farkında ve araştırma yapıyorlar. Geçerli bir yeniliğin temsil edeceği cazip beklentiler göz önüne alındığında, eğer sunmazlarsa, başarılı olamamışlardır. Genel halk, mühendislik gerçeğiyle karşı karşıya kaldığında zorlukların farkında değildir. Hatta bazıları, teknolojik değişim istemediğimizi açıklamak için komplo teorilerini hayal edecek kadar ileri gidiyor, ancak aslında nasıl olduğunu bilmiyoruz. Bunlar kesinlikle yenilik açısından ellerini kirletmediler.

Not - Kemik iletimine atıfta bulunmak için, bunun için ekipmanım var, test ettim. Yenilikçi pillere gelince, gerçek söylenenden daha az pembe. Bir telefon görüşmesi için ya da ortam sesini duyma ihtiyacının aksine kalite gereksiniminin büyük olmadığı aktivitesinde müzik dinleyen bir sporcu için uygun olabilirse, diğer yandan çok daha az iyi kulaklıklar çok daha iyidir. konumlandırmaya, sıkıştırmaya duyarlıdır, frekans spektrumu bu konumlandırmaya bağlıdır, özellikle tiz kolayca boğuktur veya hassas kulakları olanlar için harici olarak sızıntılar duyulur.

Bu bilgilendirici geri bildirim için çok teşekkür ederiz! Seninle çelişemem, bu konuda benden çok daha fazla tecrüben olduğunu hissediyorum. Bu makaleyi yazma amacım, hiçbir şekilde bu alternatifleri "ÇÖZÜM" olarak öne çıkarmak değildi. Deneyimlerinizle, en son keşiflere en çok hangi kaynağa/kaynaklara inanıyorsunuz? Temelde kendimi eğitmek için buradayım Kemik iletimi ile ilgili olarak; evet, ses kalitesi açısından "ayrılan" bir cihaz olmadığını görmüştüm... ama 10 yıldır kulak çınlaması çeken annem bu küçük alet için çok minnettar!