Akumulatory litowo-jonowe posiadają w swojej strukturze katody oparte na metalu ciężkim, jakim jest kobalt. Niestety zasoby tego surowca są mocno ograniczone. Większość pierwiastka występuje w skałach budujących formację Pasa Miedzionośnego na terytorium Demokratycznej Republiki Konga i Zambii. Pierwszy z tych krajów może nawet pochwalić się, że posiada na swoim terenie aż 49 proc. światowych zasobów lądowych.
Czytaj też: Elektryki z bateriami bez kobaltu wreszcie możliwe. Znamy producenta, który już kupił licencję
Problemem w eksploatacji złóż kobaltu jest przede wszystkim niestabilność ekonomiczna i polityczna regionu oraz fatalne warunki pracy na miejscu. Ponadto wspomniane DRK i Zambia niewiele zarabiają na własnych złożach, ponieważ wydobyciem zajmują się koncerny zarejestrowane m.in. w Wielkiej Brytanii i Chinach – donosi Illuminem w raporcie z 2022 roku.
Kobalt można zamienić czymś innym. Akumulatory wyzbędą się kłopotliwego składnika
Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu w Jokohamie (Japonia) opublikowali w czasopiśmie Energy Storage Materials wyniki swoich badań na pewnym zamiennikiem kobaltu w katodach. Ma być nim nikiel – inny metal ciężki, który zdaniem badaczy nie ma tak negatywnych konotacji oraz wydobywa się go w różnych regionach na świecie (m.in. Kanada, Karaiby, Kolumbia, Afryka Południowa, Australia, Indonezja).
Czytaj też: Akumulator pozbawiony kobaltu wykręca imponujące wyniki. Dlaczego warto się nim zainteresować?
Dodajmy, że kobalt występuje w katodach w strukturze związku o wzorze chemicznym LiCoO2. Japońscy uczeni wykorzystali w swoich badaniach bardzo podobny związek – tlenek niklu i litu (LiNiO2). Niestety taka prosta podmiana składników nie rozwiązuje sprawy, ponieważ substytut charakteryzuje się wysoką niestabilnością. W warunkach wysokiego napięcia dochodzi do utraty pojemności wywołanej przez migrację jonów niklu.
W jaki sposób można zatrzymać niepotrzebne przepływ jonów? Doskonale z tłumieniem tego efektu radzi sobie nanofosforan litu (Li3PO4), który zintegrowany z LiNiO2 znakomicie podtrzymuje wydajność katody. Wiedząc, jaki konkretnie związek działa korzystanie na parametry pracy, naukowcy opracowali szczegółowy skład tlenku niklu i litu, który opisali wzorem Li0,975Ni1,025O2.
Czytaj też: Producenci nie będą wysługiwać się dziećmi z Konga. Mamy wreszcie akumulator bez kobaltu
Doniesienia z Japonii okazują się być prostym i konkretnym rozwiązaniem na wszystkie problemy związane z eksploatacją kobaltu. Można kompletnie odejść od jego używania do budowy akumulatorów litowo-jonowych, jeśli tylko postąpimy według scenariusza podanego nam przez uczonych z Jokohamy.
