Li-Ion Pillere artan talep hammadde tedariğini etkiler mi?

Yenilenebilir kaynaklardan elektrik depolamak için şebekeye bağlı batarya sistemlerinin kullanımında beklenen büyümeyle birlikte elektrikli taşıtların üretimindeki dramatik artış önemli bir soruyu gündeme getiriyor: Lityum iyon (Li-Ion) pillerin önemli ölçüde artan üretimini sağlamak için yeterli hammadde var mı, piyasadaki şarj edilebilir pillerin baskın türü hangileri?

MIT’de ve sektörle ilgili kuruluşlarda araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir analiz, yakın gelecekte ihtiyaç duyulan kritik metallerin yetersizliğinden dolayı pil üretiminde mutlak sınırlamaların olmayacağını gösteriyor. Ancak uygun planlama olmaksızın, üretimde geçici yavaşlamaya neden olabilecek bazı metallerin, özellikle de lityumun ve kobaltın tedarikinde kısa vadeli darboğazlar olabileceğini ortaya çıkardı.

MIT Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden profesör Elsa Olivetti ve doktora öğrencisi Xinkai Fu, Berkeley’de Kaliforniya Üniversitesi’nden Gerbrand Ceder ve Rochester Teknoloji Enstitüsünde Gabrielle Gaustad tarafından yapılan analiz Joule dergisinde yayınlandı.

Araştırmanın yürütücüsü olan Elsa Olivetti, pil üretiminin global olarak artmasıyla olası kaynak sınırlamalarına bakılmasını istedi. Bunu yapmak için, Olivetti ve araştırma ekibi, günümüzün lityum-iyon pillerini üretmek için gerekli en önemli beş katkı maddesi üzerinde yoğunlaştılar. Bu hammaddeler; lityum, kobalt, manganez, nikel ve grafit şeklinde karbon. Bakır, alüminyum ve membran olarak kullanılan bazı polimerler gibi diğer önemli bileşenler, doğada bol miktarda olduğundan sınırlayıcı bir faktör olma ihtimali bulunmayacak kadar düşüktür.

Bu beş materyal arasında, nikel ve manganezin diğer endüstrilerde daha yaygın şekilde kullanıldığı biliniyor. Olivetti, pil üretimi önemli derecede artsa bile, bu iki malzeme “pastanın önemli bir parçası değil” diyor. Bu nedenle nikel ve manganez sarf malzemeleri etkilenmeyecek gibi gözüküyor. Nihayetinde, tedarik zincirlerinin sınırlı kalabileceği en önemli malzemelerin lityum ve kobalt olduğu belirtildi.

Bu iki unsur için ekip; coğrafi dağılım, üretim tesisleri ve diğer değişkenler açısından arz seçeneklerinin çeşitliliğine baktı. Lityum için, üretimin iki ana yolu vardır: madencilik veya tuzlu suyun işlenmesi. Olivetti, yeni bir yeraltı madeninin üretime getirilmesine kıyasla, altı veya sekiz ay gibi kısa bir sürede, gelen taleplerin tuzlu sudan üretim yöntemi ile çok daha hızlı bir şekilde karşılanabileceğini söylüyor. Lityumun arzında hala aksamalar olmasına rağmen, pil üretimini ciddi şekilde bozma ihtimalinin düşük olduğu öngörülüyor.

Kobalt ise biraz daha karmaşıktır. Başlıca çıkarıldığı rezerv, şiddetli çatışma ve yolsuzluk öyküsü olan Demokratik Kongo Cumhuriyeti’dir. Olivetti, bu durumla ilgili “Bu bir zorluk çıkartabilir” görüşünde. Kobalt, tipik olarak diğer madencilik faaliyetlerinin bir yan ürünü olarak üretilir. Genellikle bir madenin geliri nikeldir ve kobalt ikinci bir üründür.

Fakat mineral maddenin yeni elde edilmesinde gecikmelere neden olan başlıca potansiyel sebep, doğal coğrafi dağılımdan değil, gerçek ekstraksiyon altyapısından kaynaklanmaktadır. Araştırmacılar, kobalt tedarikinde olası aksamalara karşı koruma sağlamak için daha az oranda kobalt içeren katot malzemelerin (lityum iyon piller için) kullanılmasının gerektiğini vurguladılar.

Li-Ion hammaddelerinin gelecek 15 yılı incelendi

Çalışma, önümüzdeki 15 yılı kapsayacak şekilde yapıldı. Olivetti, tedarik zincirinde potansiyel olarak bazı darboğazlar olduğunu, ancak artan talebin karşılanmasında ciddi engellerin bulunmadığını belirtti. Yine de, “paydaşların darboğazlardan haberdar olması önemlidir” diyor. Bazı şirketlerin beklenmedik tedarik kesintileri ile karşı karşıya kalması öngörülebilir. Şirketler alternatif kaynaklar hakkında düşünmeye ve olası bir darboğaz durumunda ne tür adımlar atacaklarını bugünden belirlemeye başlamalılar.