این باتریها ایدهآل ترین منبع انرژی قرن بیست و یکم است و در بسیاری از برنامههای کاربردی مانند وسایل الکترونیکی قابل حمل قابل حمل، وسایل نقلیه الکتریکی (EV)، سیستمهای نظامی، هوافضا و ذخیره انرژی برای انرژیهای تجدیدپذیر آینده درخشانی دارد. خودروهای الکتریکی به عنوان یکی از راهحلهای جدید برای سیستمهای حمل و نقل زمینی مورد توجه قرار گرفتهاند، زیرا وابستگی بیش از حد به انرژی فسیلی را کاهش میدهند. رشد فعلی خودروهای الکتریکی، روشهای نوآورانه برای تکمیل انرژی EVS را میطلبد، زیرا وابستگی بیش از حد به انرژی الکتریکی ممکن است بار زیادی را به شبکه برق اضافه کند. با این وجود باتریهای لیتیوم یونی (LIBs) برای EV ها دارای ظرفیت بالا و تعداد سریال / موازی زیادی هستند که با مشکلاتی از جمله ایمنی، دوام، یکنواختی و هزینه همراه هستند و محدودیتهایی را در کاربرد گسترده باتریهای یون لیتیوم در EV ایجاد میکنند. این LIB ها با یک چالش اساسی در طول عمر باتری روبرو هستند که تحقیقات نشان داده است با تعادل سلول می توان آن را افزایش داد. مناطق مشترکی که این باتریها تحت آن با ایمنی و اطمینان کار میکنند، نیاز به کنترل و مدیریت موثر سیستم های بهداشتی باتری دارند. تحقیقات زیادی در حال انجام است تا ببینیم این فناوری منجر به شکست در برنامهها نمیشود زیرا شکست آن ممکن است منجر به فاجعه یا کاهش عملکرد شود.
طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی بشر به سمت استفاده از اتومبیلهای برقی میرود و دلیل خوبی هم برای این تصمیم دارد چرا که استفاده از اتومبیلهای برقی باعث کاهش انتشار گازهای گلخانهای میشود. با توجه به شرایط کره زمین و افزایش دما، انتظار میرود فروش اتومبیلهای برقی از ۳ میلیون وسیله نقلیه در سال ۲۰۱۷ به ۲۳ میلیون دستگاه در سال ۲۰۳۰افزایش یابد.
همینطور پیشبینی میشود رشد مشابهی برای افزایش تولید و مصرف باتریهای قابل شارژ داشته باشیم و پیشبینی میشود در سال ۲۰۲۴ به ۵۸ میلیارد دلار برسد در حالی که در سال ۲۰۱۸ این مبلغ حدود ۷ میلیارد دلار تخمین زده شده است. اگرچه این موضوع خبر خوبی در زمینهی کاهش انتشار گازهای گلخانهای است اما گزارش UNCTAD اذعان دارد که افزایش استخراج مواد اولیه مورد استفاده برای ساخت باتریهای قابل شارژ، نگرانیهای زیست محیطی و اجتماعی را ایجاد میکند که باید فوراً رفع شود.
پاملا کوک-همیلتون مدیر تجارت بین المللی UNCTAD میگوید: بیشتر مصرف کنندگان فقط از جنبههای مثبت وسایل نقلیه الکتریکی آگاه هستند در حالیکه جنبههای منفی فرآیند تولید دور از ذهن نیست. در حالی که بیشتر مصرف کنندگان این خودروها در کشورهای صنعتی زندگی میکنند مواد اولیه مورد نیاز در چند کشور در حال توسعه متمرکز شده است.
منابع لیتیوم در خشک ترین مناطق جهان واقع شدهاند!
بیش از نیمی از منابع لیتیوم جهان در زیر زمینهای نمکی در مناطق آند در آرژانتین، بولیوی و شیلی قرار دارد جایی که کشاورزان بومی کینوا و دامداران لاما اکنون باید برای استخراج آب در یکی از خشکترین مناطق جهان با معدنچیان رقابت کنند. استخراج لیتیوم از چاههای حفر شده به مقدار زیادی آب زیرزمینی نیاز دارد و برخی تخمینها حاکی از آن است که برای تولید یک تن لیتیوم تقریباً ۲ میلیون لیتر آب لازم است. در شیلی لیتیوم و سایر فعالیتهای استخراج ۶۵٪ از آب را مصرف کردند که باعث تخلیه آبهای زیرزمینی، آلودگی خاک و سایر اشکال تخریب محیط زیست شده و جوامع محلی را مجبور به ترک شهرکهای اجدادی کرد.
هرچه تقاضا برای لیتیوم افزایش یابد و میزان تولید از معادن سنگین بیشتر شود، چالشهای كاهش خطر محیط زیست افزایش مییابد.
معادن صنایع دستی در کنگو
تقریباً ۵۰٪ از ذخایر کبالت جهان در جمهوری دموکراتیک کنگو است که بیش از دو سوم تولید جهانی این ماده معدنی را تشکیل میدهد. طبق گزارش یونیسف و سازمان بین الملل حدود ۲۰٪ از کبالت تأمین شده از کشور آفریقای مرکزی از معادن صنایع دستی است جایی که حدود ۴۰۰۰۰ کودک در شرایط بسیار خطرناک کار میکنند. گرد و غبار حاصل از حفاری ممکن است حاوی فلزات سمی از جمله اورانیوم باشد که با مشکلات سلامتی مانند بیماریهای تنفسی و نقایص مادرزادی مرتبط هستند.
خطرات زیست محیطی نیز به همان اندازه نگران کننده است. سایتهای معدن کبالت ممکن است حاوی مواد معدنی گوگردی باشد که در معرض هوا و آب میتوانند اسید سولفوریک تولید کنند. این فرآیند که به زهکشی معدن اسید معروف است، میتواند رودخانهها، جویبارها و زندگی آبزیان را برای صدها سال تخریب کند.
اثرات زیست محیطی استخراج گرافیت نیز مشابه همین است. استفاده از مواد منفجره میتواند گرد و غبار و ذرات ریز را به جو وارد کند و باعث ایجاد مشکلات بهداشتی در جوامع مجاور و آلودگی خاکهای اطراف محل شود. حدود ۸۰٪ ذخایر گرافیت طبیعی در برزیل، چین و ترکیه است.
فناوریهای سبز را جدی بگیرید
با سرمایه گذاری بیشتر در تکنیکها و فن آوریهای پایدار استخراج معادن که میتوانند مواد اولیه موجود در باتریهای لیتیوم یون مصرف شده را به طور موثرتری بازیافت کنند، میتوان اثرات سوء زیست محیطی را کاهش داد.
UNCTAD همچنین توصیه میکند که صنعت در وهله اول راههایی برای کاهش نیاز به استخراج معادن پیدا کند. به عنوان مثال دانشمندان در حال آزمایش امکان جایگزینی گرافیت در باتریها با سیلیسیم گسترده هستند. در این گزارش آمده است كه كاهش استفاده از مواد معدنی موجود در فقط در چند كشور میتواند منجر به كاهش قیمت باتریها شود كه این امر میتواند باعث حضور بیشتر اتومبیلهای برقی در جادهها شود.
