Kur shumë prej nesh dëgjojnë fjalën "litium", menjëherë mendojmë për bateritë. Në fakt, bateritë litium-jon janë forma më e zakonshme e ruajtjes së energjisë dhe mund t'i gjeni pothuajse kudo. Metali i butë alkalin është i pranishëm në pothuajse të gjitha bateritë e rikarikueshme, duke përfshirë ato në telefonat inteligjentë, kufjet pa tel, orët inteligjente dhe automjetet elektrike, dhe është madje edhe në bateritë tuaja të zakonshme të disponueshme.

Për shembull, emra të njohur si Energizer ofrojnë bateri AA të bëra kryesisht nga litiumi. Bateri të tilla të disponueshme zakonisht hidhen në plehra dhe prej andej përfundojnë në deponi. Edhe bateritë e rikarikueshme kanë një afat ruajtjeje, kështu që edhe ato shpesh hidhen. Në të dyja rastet, litiumi brenda këtyre baterive, pasi hidhet, nuk ripërdoret. Pra, me kaq shumë litium që hidhet dhe nuk përdoret më kurrë, ngre pyetjen: A jemi në rrezik të na mbarojë litiumi? Nëse do të na mbaronte litiumi, çfarë do të ndodhte?

Këto janë pyetje të rëndësishme, meqenëse litiumi është një burim i kufizuar. Edhe më keq, nxjerrja e litiumit ndodh kryesisht në vendet në zhvillim, ku shqetësimet mjedisore dhe etike anashkalohen kryesisht. Në fakt, ndërprerjet e zinxhirit të furnizimit janë kandidati më i mundshëm për një humbje të papritur të litiumit, ndërsa rreziku i mbarimit është çuditërisht i ulët. E ardhmja është e pasigurt për tokën dhe njerëzit që furnizojnë botën me litium, por sipas studimeve gjeologjike, korja e Tokës përmban një bollëk të këtij materiali, është thjesht çështje nxjerrjeje.

Nga vjen litiumi

Rreziku për furnizimin global me litium varet nga vendet që e prodhojnë atë, jo nga sasia e rezervave në tokë. Shërbimi Gjeologjik i SHBA-së i ka përshkruar rezervat globale si "relativisht të bollshme" dhe shkencëtarët theksojnë se teknologjitë vazhdojnë të përmirësohen në nxjerrjen e tyre. Vlerësimet e fundit i vendosin rezervat e litiumit "të nxirrshme në mënyrë të mundshme" në rreth 24 milionë ton, një numër që pritet të rritet ndërsa teknologjitë përmirësohen. Një rrezik më i mundshëm për furnizimet me litium vjen nga vetë furnizuesit. Për shembull, bota prodhoi gati 265,000 ton litium në vitin 2024, por vetëm gjashtë vende - Argjentina, Australia, Brazili, Kili, Kina dhe Zimbabveja - ishin burimi i gati 40% të këtij totali.

Ndërsa pjesa më e madhe e litiumit në botë vjen nga një numër i vogël vendesh, kompanitë që përfitojnë në të vërtetë nga nxjerrja e metalit nuk janë gjithmonë kombëtare. Shumë nga kompanitë që përfitojnë nga nxjerrja e litiumit operojnë përtej kufijve. Një nga nxjerrësit më të mëdhenj është La Sociedad Química y Minera de Chile. Është një kompani që dominon nxjerrjen e litiumit në Kili, megjithatë ajo ka edhe pretendime të mëdha në Australi. Një tjetër lojtar i madh është kompania me seli në SHBA, Albemarle, e cila ka pretendime në SHBA, Kili dhe Australi. Ka gjithashtu kompani kanadeze me miniera në Kili dhe kompani kineze me miniera në Australi.

Çështja është se kompanitë më të mëdha të minierave të litiumit në botë operojnë në vende të ndryshme. Pra, ndërsa furnizimi global i litiumit mund të mos jetë në rrezik të shterojë, zinxhirët e furnizimit nuk janë aq të sigurt. Mjafton që një vend të shtetëzojë minierat e tij të litiumit (siç planifikoi Kili në vitin 2023) dhe zinxhiri i furnizimit do të fillojë të lëkundet.

Pa litium, do të na mbaronin bateritë

Nëse furnizimi global me litium do të shteronte ndonjëherë, industria e baterive do të ishte në krizë. Bateritë litium-jon degradohen me kalimin e kohës, me gjëra të tilla si oksidimi i elektroliteve dhe rimbushja e përsëritur që zvogëlojnë kapacitetin e një baterie litiumi. Shtojini kësaj dëmin e shkaktuar nga konsumimi i thjeshtë, dhe shumica e baterive të litiumit përfundimisht do të kenë nevojë për zëvendësim. Në fakt, 95% e litiumit në bateri nuk riciklohet. Pjesë të tjera të baterive mund të ripërdoren, por litiumi është jashtëzakonisht i vështirë për t'u ricikluar dhe zakonisht përfundon në plehra.

Industria e automjeteve elektrike do të goditej veçanërisht rëndë, pasi pothuajse çdo automjet elektrik varet nga bateritë litium-jon, dhe këto bateri kanë një afat të caktuar ruajtjeje. Pa litium të freskët për të zëvendësuar bateritë e harxhuara, parashikimet tona optimiste për industrinë e automjeteve elektrike do të shkatërroheshin. Automjetet elektrike që janë tashmë në funksion përfundimisht do të ndalonin së funksionuari dhe modelet e reja të automjeteve elektrike nuk do të mund të ndërtoheshin.

Përtej automjeteve elektrike, bateritë e litiumit gjenden në një gamë të gjerë pajisjesh elektronike, duke përfshirë kufjet pa tel, lodrat, mjetet elektrike dhe pothuajse çdo pajisje tjetër me një bateri të rikarikueshme. Bateritë e disponueshme janë gjithashtu kryesisht të bëra nga litiumi, dhe siç e dimë të gjithë, ato hidhen sa herë që prishet një telekomandë televizori. Shtojini kësaj edhe objektet masive të ruajtjes së energjisë që ruajnë energjinë elektrike të gjeneruar nga burimet e rinovueshme si hidrocentralet dhe turbinat me erë, dhe mungesa e litiumit do të bëhej një krizë shoqërore.

Megjithatë, praktika e zëvendësimit të baterive të litiumit të përdorura me të reja mund të jetë çelësi i problemit. Në vend që të zëvendësojnë të gjithë dizajnin e baterisë litium-jon, shkencëtarët ka shumë të ngjarë të kërkojnë të zëvendësojnë vetëm pjesën e litiumit. Me fjalë të tjera, nëse do të mund të gjenim një kimikat alternativ për të zëvendësuar litiumin, nuk do të na duhej të hiqnim dorë nga automjetet tona të çmuara elektrike.

Natriumi dhe kërkimi për alternativa të litiumit

Nëse bota do të mbetej pa litium sot, ne do të nxitonim të gjenim alternativa për ruajtjen e energjisë. Për fat të mirë, inxhinierët po punojnë tani për këtë dhe një rrugë premtuese na çon te një element i njohur: natriumi. Shkencëtarët që eksplorojnë alternativat e ruajtjes së energjisë propozojnë zëvendësimin e baterive litium-jon me bateri natriumi-jon. Pjesa më e mirë e natriumit është se është i lirë dhe i bollshëm. Në fakt, natriumi është gati 1,200 herë më i bollshëm krahasuar me litiumin dhe nxjerrja e tij është gjithashtu më e lehtë. Në fund të fundit, natriumi është kudo përreth nesh në oqeane, tokë dhe në kriporet tona.

Fatkeqësisht për pronarët e automjeteve elektrike, bateritë me jon natriumi thjesht nuk mund të ruajnë aq shumë energji në një vëllim aq të vogël sa kushërinjtë e tyre me bazë litiumi. Dendësia maksimale e energjisë së baterive me jon natriumi është rreth 160 Wh/kg (vat-orë për kilogram), ndërsa bateritë me jon litium mund të ruajnë deri në 220 Wh/kg. Si rezultat, një bateri me jon natriumi do të duhej të ishte gati 30% më e madhe për të zëvendësuar një bateri litium-jon me të njëjtin kapacitet. Në automjetet elektrike ku çdo milimetër kub ka rëndësi dhe çdo gram shtesë peshe ka rëndësi, ky ndryshim prej 30% paraqet një sfidë të madhe. Një dobësi tjetër e baterive me jon natriumi është shpejtësia me të cilën ato degradohen. Bateritë kimike përfundimisht do të shterojnë, kështu që nuk mund të prisni t'i mbushni ato përgjithmonë. Një bateri me jon natriumi zakonisht mund të ofrojë rreth 5,000 deri në 6,000 cikle mbushje para se të duhet të zëvendësohet. Një bateri litium-jon, nga ana tjetër, mund të ofrojë pothuajse dyfishin e kësaj.

Edhe pse bateritë gjigante me jon natriumi do të kenë nevojë për më shumë inxhinieri për të qenë një zëvendësim i mundshëm për bateritë litium-jon në automjetet elektrike, ato janë ende një zgjidhje e zbatueshme për sistemet e ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë ku hapësira nuk është problem. Një shembull inkurajues i kësaj është projekti BESS në Kinë, i cili përdor bateri litium-jon për të ruajtur një sasi marramendëse prej 40 MWh energji elektrike.

Alternativa të mundshme ndaj litiumit

Bateritë me jon natriumi duket se janë zëvendësimi më premtues për bateritë me jon litium, por ka shumë propozime alternative. Këto propozime përfshijnë idetë e realizueshme, si ruajtja e energjisë në gjendje të ngurtë, si dhe idetë e paparashikueshme, si bateritë e bëra nga uji i detit ose qelqi. Koncepti i baterisë së lëngshme sugjeron një të ardhme në të cilën mund ta drejtoni automjetin tuaj elektrik deri në një stacion karikimi, si një stacion benzine, dhe të pomponi lëng të sapokarikuar në veturën tuaj. Bateri të tilla të lëngshme mund të përdorin çdo lloj elektroliti jo-litium, kështu që koncepti trajton pengesën e jetëgjatësisë së ulët të ciklit të karikimit të alternativave të litiumit.

Bateritë në gjendje të ngurtë funksionojnë në drejtim të kundërt. Ndryshe nga bateritë litium-jon, ato nuk kanë pjesë të lëngshme. Nëse ju është dashur ndonjëherë të zëvendësoni baterinë e veturës, mund të keni dëgjuar diçka që fishkëllen brenda. Kjo është përzierja e elektroliteve të lëngshme që ruan ngarkesën elektrike. Pothuajse të gjitha bateritë në jetën tonë përdorin lëng për të pezulluar jonet, ose elektrolitet, dhe pothuajse të gjitha ato tretësira elektrolitesh përdorin litium. Megjithatë, në një bateri në gjendje të ngurtë, elektrolitet nuk kanë nevojë për një lëng ujor për të ruajtur ngarkesën. Elektrolitet e ngurta mund të bëhen nga materiale të ndryshme, më të njohurat janë sulfidet inorganike, oksidet dhe polimeret.

Një elektrolit i ngurtë kurioz mund të jetë në gjendje të bëhet nga qelqi. Është një koncept i zhvilluar nga John Goodenough, i cili fitoi Çmimin Nobel në vitin 2019 për punën e tij pikërisht mbi gjënë që po përpiqemi të zëvendësojmë: bateritë litium-jon. Tani, Goodenough ka propozuar që jonet e pezulluara në xham mund të shërbejnë si elektrolite të ngurta. Bateria e qelqit është ende në zhvillim e sipër, por një dizajn i tillë miqësor ndaj mjedisit është sigurisht premtues. Fatkeqësisht, ndërsa bateritë në gjendje të ngurtë funksionojnë, shkencëtarët nuk e kanë zbuluar elektrolitin ideal të ngurtë dhe as inxhinierët nuk kanë gjetur një mënyrë praktike për të rritur prodhimin për të zëvendësuar bateritë litium-jon. Vetëm koha do ta tregojë.

/Motilokal.com