Crisi del litio: quali sono le alternative?

[Winget]

Sto provando a scrivere e condividere con voi un riassunto di un articolo americano sulle alternative alla crisi del Litio. Rimango ancora stupito nel vedere tutte le risorse possibili...ma a quale costo?

Nell'era dell'elettrificazione, le batterie ricaricabili sembrano scontate. Che si tratti di telefoni, laptop, fotocamere o tecnologia di conduzione ossea (una sorprendente scoperta nel mondo dell'audio!), queste batterie hanno una cosa in comune. Sono tutte realizzate al litio.Le batterie agli ioni di litio (Li-ion) hanno preso d'assalto il mondo negli ultimi anni. Sono l'opzione di stoccaggio della batteria più popolare oggi, controllando oltre il 90% del mercato globale della rete elettrica. E immagazzinano energia in modo efficiente, per lungo tempo.

Ma il loro uso più notevole oggi è nei veicoli elettrici.

Negli ultimi dieci anni, l'esplosione della produzione di batterie agli ioni di litio ha fatto scendere i prezzi dell'85%, rendendo le auto elettriche commercialmente valide per la prima volta nella storia.Le batterie stanno aprendo la strada a un futuro senza dipendenza dai combustibili fossili, il che è fondamentale se vogliamo servono a rallentare il cambiamento climatico, ma il litio non è l'elemento chimico più ecologico che potremmo utilizzare. In Sud America, enormi riserve di litio consumano acqua a litri, provocando devastanti conflitti tra le popolazioni locali. Occorrono 2,2 milioni di litri di acqua per produrre una tonnellata di litio.

Anche l'estrazione del litio danneggia il suolo e può portare alla contaminazione dell'aria.

Molti sottolineano che le batterie agli ioni di litio possono essere riciclate, il che è sicuramente un vantaggio in quanto significa che possono essere riutilizzate più e più volte senza la necessità di estrarle ogni volta.

Ma questa pratica non è ancora universalmente consolidata e il riciclaggio delle batterie ha fatto pochi progressi negli ultimi anni. Se vogliamo continuare ad affidarci alle batterie al litio, la situazione va quindi migliorata. Come ha affermato Mario Pagliaro in un recente studio, "Il riutilizzo e il riciclaggio delle batterie al litio non è più un'opzione, ma una necessità inevitabile per i produttori di batterie ed EV".

Nel frattempo, molti cercano un'alternativa. Soprattutto perché non vi è alcuna garanzia che saremo in grado di trovare abbastanza materia prima per soddisfare la domanda.

Cosa possiamo usare al posto del litio nelle batterie?

Sale Il sale, o sodio, è un cugino chimico stretto del litio. Sebbene sia un articolo molto simile, non ha lo stesso impatto sull'ambiente, il che significa che potrebbe essere un'opzione praticabile per una sostituzione. La soluzione potrebbe essere batterie agli ioni di sodio. La tecnologia agli ioni di sodio non consuma risorse scarse - e la sua produzione non richiede sali di litio rari - è sufficiente il semplice sale da cucina. per contro, il sodio è 3 volte più pesante del litio! Ciò significa che anche le batterie agli ioni di sodio sono molto più pesanti. Le batterie al sodio possono anche essere meno potenti perché le loro tensioni cellulari sono inferiori.

acqua di mare Se esistono batterie al sale, perché non usare l'acqua di mare? Un team dell'Institute of Technology in Germania ha sviluppato un prototipo di batteria a base di acqua di mare.I nostri oceani contengono circa 180 miliardi di tonnellate di litio. Ma poiché è diluito, i ricercatori stanno progettando molti filtri per cercare di estrarre selettivamente l'acqua di mare dal litio, in modo da farne buon uso.


Silicio Molti scienziati considerano il silicio un ingrediente essenziale che potrebbe trasformare le batterie. Non sostituirebbe il litio, ma verrebbe aggiunto alle batterie al litio, il che significa che sarebbero più economiche ed efficienti a lungo termine. Attualmente, le batterie agli ioni di litio utilizzano la grafite come componente chiave. Cordiali saluti, la grafite è composta da sottili e moltitudini di strati di carbonio, a loro volta impilati uno sopra l'altro. E in una tradizionale batteria agli ioni di litio, gli ioni di litio possono scivolare attraverso questi spazi tra gli strati, causando perdite.La sostituzione della grafite con il silicio potrebbe portare a batterie più leggere e sicure.


magnesio Il magnesio è attualmente oggetto di ricerca come componente potenzialmente potente delle future batterie. È un elemento che può trasportare una grande carica +2, più di litio e sodio. Secondo uno studio, le batterie realizzate con magnesio metallico potrebbero avere una densità di energia maggiore, una maggiore stabilità e un costo inferiore rispetto alle attuali celle agli ioni di litio.Il magnesio ha anche un altro vantaggio. Ogni atomo di magnesio rilascia due elettroni durante la fase di scarica della batteria, rispetto a un elettrone per il litio. Questo gli dà la capacità di fornire quasi il doppio dell'energia elettrica.

canapa Questa pianta e fibra sostenibili, utilizzate nell'abbigliamento, nei materiali da costruzione, negli alimenti e persino nelle parti automobilistiche, potrebbero diventare un componente chiave delle batterie dei veicoli elettrici più economiche, più sicure e meno dannose per l'ambiente.

ferro Il ferro potrebbe forse essere un ottimo sostituto del litio. Si ritiene che questo elemento chimico abbia un migliore "potenziale di ossidoriduzione", o "potenziale di riduzione" in gergo scientifico (non perde la sua efficacia così rapidamente).
Nel settembre dello scorso anno è stato pubblicato da Bloomberg. Si tratta di una società di energia pulita in Oregon, USA, che effettua un acquisto record di batterie basate sulla "chimica del ferro". Questi possono apparentemente immagazzinare energia rinnovabile più a lungo e potrebbero "aiutare a superare alcuni dei problemi di affidabilità che hanno causato blackout in California e prezzi dell'energia record in Europa".
L'unico limite delle batterie a flusso di ferro è che sono molto più grandi delle batterie al litio. Ciò significa che non potrebbero essere utilizzati su smartphone, laptop o persino veicoli elettrici, ma potrebbero essere un'opzione pratica per l'archiviazione di rete.

[Exnihiloest]

 
Le ipotesi sulle alternative, specialmente se presentate con recensioni entusiastiche mentre infuria il processo al litio, devono essere caute. Le celle e le batterie ora vengono riciclate, quindi l'inquinamento del suolo da litio è un argomento fallace, fatta eccezione per la questione della sua estrazione nelle miniere, ma lì è una questione di volontà politica di mettere in atto un protocollo di sicurezza, come nell'industria nucleare.

Le alternative sono oggetto di un numero considerevole di studi, ma tra teoria e marketing c'è un abisso. Sono passati 15 anni da quando li ho visti passare, idee promettenti ci dicono, da cui poi non viene niente di concreto. Se le alternative non sono in servizio è perché presentano degli svantaggi superiori al litio, come in particolare l'insufficiente densità di energia, ma anche il degrado nel tempo, il numero e il tempo delle ricariche, rischi vari.Ciò non significa che un metallo come il magnesio non sarebbe valido, ma che al momento non sappiamo come farlo.
Ad esempio, alla domanda "se esistono le batterie al sale, perché non utilizzare l'acqua di mare?", questo è stato fatto, in particolare nel campo delle celle a combustibile. E ovviamente è successo quello che doveva succedere: l'incrostazione delle membrane, perché l'acqua di mare non è solo acqua salata, è piena di microrganismi e particelle in sospensione. E se devi purificare l'acqua di mare prima di usarla, ciao al costo dell'energia.

Le alternative arriveranno sicuramente, il litio è stato anche un grande vantaggio rispetto al cadmio che lo ha preceduto, non c'è bisogno di rivendicarle, tutti gli attori in campo sono consapevoli del problema e stanno facendo ricerche. Considerando le succose prospettive che rappresenterebbe una valida innovazione, se non ne presentano nessuna è che non ci sono riuscite. Il grande pubblico non si rende conto delle difficoltà di fronte alla realtà dell'ingegneria. Alcuni arrivano addirittura a immaginare teorie del complotto per spiegare che non vogliamo il cambiamento tecnologico quando in realtà non sappiamo come. Questi non si sono certo mai sporcati le mani in fatto di innovazione.

PS - Per il riferimento alla conduzione ossea, ho l'attrezzatura per quella, ho provato. Per quanto riguarda le batterie innovative, la realtà è meno rosea di quanto si dice. Se può essere adatto per una conversazione telefonica, o per un atleta che ascolta musica nella sua attività dove il requisito di qualità non è grande contrariamente alla necessità di sentire il suono ambientale, d'altronde è molto meno buone le cuffie sono molto sensibile al posizionamento, all'inasprimento, lo spettro delle frequenze dipende da questo posizionamento, in particolare gli alti sono facilmente smorzati, o presenta perdite udibili esternamente per chi ha orecchie sensibili.

[Winget]

 
Le ipotesi sulle alternative, specialmente se presentate con recensioni entusiastiche mentre infuria il processo al litio, devono essere caute. Le celle e le batterie ora vengono riciclate, quindi l'inquinamento del suolo da litio è un argomento fallace, fatta eccezione per la questione della sua estrazione nelle miniere, ma lì è una questione di volontà politica di mettere in atto un protocollo di sicurezza, come nell'industria nucleare.

Le alternative sono oggetto di un numero considerevole di studi, ma tra teoria e marketing c'è un abisso. Sono passati 15 anni da quando li ho visti passare, idee promettenti ci dicono, da cui poi non viene niente di concreto. Se le alternative non sono in servizio è perché presentano degli svantaggi superiori al litio, come in particolare l'insufficiente densità di energia, ma anche il degrado nel tempo, il numero e il tempo delle ricariche, rischi vari.Ciò non significa che un metallo come il magnesio non sarebbe valido, ma che al momento non sappiamo come farlo.
Ad esempio, alla domanda "se esistono le batterie al sale, perché non utilizzare l'acqua di mare?", questo è stato fatto, in particolare nel campo delle celle a combustibile. E ovviamente è successo quello che doveva succedere: l'incrostazione delle membrane, perché l'acqua di mare non è solo acqua salata, è piena di microrganismi e particelle in sospensione. E se devi purificare l'acqua di mare prima di usarla, ciao al costo dell'energia.

Le alternative arriveranno sicuramente, il litio è stato anche un grande vantaggio rispetto al cadmio che lo ha preceduto, non c'è bisogno di rivendicarle, tutti gli attori in campo sono consapevoli del problema e stanno facendo ricerche. Considerando le succose prospettive che rappresenterebbe una valida innovazione, se non ne presentano nessuna è che non ci sono riuscite. Il grande pubblico non si rende conto delle difficoltà di fronte alla realtà dell'ingegneria. Alcuni arrivano addirittura a immaginare teorie del complotto per spiegare che non vogliamo il cambiamento tecnologico quando in realtà non sappiamo come. Questi non si sono certo mai sporcati le mani in fatto di innovazione.

PS - Per il riferimento alla conduzione ossea, ho l'attrezzatura per quella, ho provato. Per quanto riguarda le batterie innovative, la realtà è meno rosea di quanto si dice. Se può essere adatto per una conversazione telefonica, o per un atleta che ascolta musica nella sua attività dove il requisito di qualità non è grande contrariamente alla necessità di sentire il suono ambientale, d'altronde è molto meno buone le cuffie sono molto sensibile al posizionamento, all'inasprimento, lo spettro delle frequenze dipende da questo posizionamento, in particolare gli alti sono facilmente smorzati, o presenta perdite udibili esternamente per chi ha orecchie sensibili.

Grazie mille per questo feedback informativo! Non posso contraddirti, sento che hai molta più esperienza di me su questo argomento. La mia intenzione di scrivere questo articolo non era in alcun modo una questione di evidenziare queste alternative come "LA" soluzione. Con la tua esperienza, a quale risorsa credi di più nelle ultime scoperte? Sono fondamentalmente qui per educare me stesso Per quanto riguarda la conduzione ossea; si, avevo visto che in effetti non era un dispositivo che si "sgancia" in termini di qualità del suono... ma mia madre che soffre di acufene da 10 anni è molto grata per questo piccolo gadget!