به گفته مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium» مستقر در ایالات متحده آمریکا، انتظار می‌رود باتری‌های فلز لیتیوم به رقیبی برای باتری‌های لیتیوم یون سنتی تبدیل شوند و سهم بیشتری از بازار بخش ذخیره انرژی باتری را به خود اختصاص دهند.

به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به‌ نقل از موسسه «Fastmarkets»، امیلی بوداین که شرکت «Pure Lithium» را در سال ۲۰۲۰ تاسیس کرد و در حال حاضر مدیر اجرایی آن است، پیش‌بینی می‌کند که باتری‌های لیتیوم‌‎یون در نهایت منسوخ شوند.

وی در مصاحبه خود با موسسه «Fastmarkets» با اشاره به فرایند تکامل و تغییر، اظهار داشت: استفاده از بسیاری از کالاها به دوره زمانی مشخص و محدودی ختم می‌شود و پس از آن یک کالای مصرفی دیگر که در واقع تکامل یافته قبلی است، جایگزین آن خواهد شد.

مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium» به عنوان مثال به نوار کاست، سی دی، آیپاد و آیفون در همین خصوص مبتنی بر مفهوم چرخه مصرف جایگزینی اشاره کرد.

بوداین در ادامه تصریح کرد: باتری‌های لیتیوم‌یون امروزی امکان تامین نیازهای اصلی انرژی جهان را ندارند و هرگز نیز قرار بر انجام چنین کاری از طریق این باتری‌ها نبوده است.

وی هدف اصلی از اختراع باتری‌های لیتیوم‌‎یون را تامین انرژی برخی کالاهای کوچک همچون دوربین فیلم‌برداری اعلام کرد.

مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium» طی چندین سال گذشته، تمرکز خود را بر روی تولید باتری‌های لیتیوم قابل‌شارژ و غیرقابل‌ اشتعال مبتنی بر کاهش هزینه و با چگالی انرژی بیش از ۴۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم معطوف ساخته است.

وی خاطرنشان کرد: در تولید این نوع باتری دیگر از نیکل، کبالت یا گرافیت استفاده نخواهد شد و به جای آن از آند فلز لیتیوم و کاتد وانادیم بهره برده می‌شود.

به گفته بوداین، استفاده از لیتیوم خالص در تولید باتری‌ها چالش‌هایی را به همراه خواهد داشت. در حال حاضر برای تولید فلز لیتیوم از کلرید لیتیوم به عنوان ماده واسطه استفاده می‌شود. در این روش به دمای بسیار بالای ۵۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد نیاز  است که خروجی آن گاز کلر و نمک‌های هالید خواهد بود. در نهایت ماده به دست آمده یک فویل اکسترود شده است که باید به وسیله یک پیش ماده ذوب شود.

وی عنوان کرد: لیتیوم پس از قرار گرفتن در معرض هوا با روغن معدنی پوشانده می‌شود که این مسئله به شدت پایداری ساختاری لیتیوم را به خطر می‌اندازد. به همین دلیل با چنین وضعیتی استفاده از لیتیوم به تنهایی با روش فعلی در تولید باتری‌های قابل‌شارژ کافی نیست.

مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium» ابراز کرد: یکی دیگر از دلایل اصلی که موجب شده لیتیوم کمتری تولید شود، قیمت بسیار بالای آن است که اخیرا به حدود ۱۶۰ تا ۱۸۰ هزار دلار در هر تن رسیده است. در حال حاضر میزان سهم تولید فلز لیتیوم تنها یک درصد و سهم لیتیوم کلرید به عنوان یک ماده واسطه برای تولید فویل‌های اکسترود شده در صنعت لیتیوم حدود ۳ درصد است. بنابراین فقدان زنجیره تامین، مانعی برای شرکت‌هایی است که به دنبال تجاری‌سازی تولید باتری‌های فلز لیتیومی هستند.

استفاده از وانادیوم در تولید کاتد لیتیوم

اصلی‌ترین مواد مصرفی مورد نیاز برای تولید باتری‌های لیتیوم‌یون شامل اکسید لیتیوم، اکسید کبالت برای کاتد و گرافیت برای آند است. با افزایش تولید باتری‌های لیتیوم‌یون، تقاضای مصرف اکسید لیتیوم و کبالت و دیگر مواد افزایش می‌یابد. در همین راستا و به منظور اغنای تقاضای اکسید لیتیوم و اکسید کبالت، تولید یا واردات باید افزایش پیدا کند.

تیم تحقیقاتی شرکت «Pure Lithium» در آزمایشگاه خود در بوستون کانادا، امکان پیوند آند فلز لیتیوم با کاتد دی سولفید تیتانیوم را درست همان‌طور که استانلی ویتینگهام زمانی که باتری فلز لیتیوم را در دهه ۱۹۷۰ اختراع کرد و آزمایش مشابهی را انجام داد، بررسی کرد. در نهایت تیم تحقیقاتی شرکت «Pure Lithium» پس از مشورت با ویتینگهام برای حل مشکلات ایجاد شده در روند آزمایش، تصمیم گرفتند از وانادیوم در تولید کاتد لیتیوم استفاده کنند.

در این روش وانادیم وارد وضعیت فرار حرارتی نمی‌شود. گفتنی است وضعیت فرار حرارتی، شرایطی است که در آن جریانی که از طریق سلول یا باتری در هنگام شارژ یا وضعیت شارژ بیش از حد می‌گذرد، باعث افزایش دمای سلول شده و سپس دمای جریان را افزایش می‌دهد.

به گفته بوداین، در روش مذکور اکسیژن آزاد نشده و چگالی آن، انرژی باتری‌های لیتیوم یون سنتی را دو برابر افزایش خواهد داد. همچنین با جایگزینی گرافیت با فلز لیتیوم، حجم باتری ۵۰ درصد کاهش و عمر آن افزایش خواهد یافت و هزینه تولید باتری نیز ۵۰ دلار در هر کیلووات ساعت افت پیدا می‌کند.

استفاده از این روش جدید و موفقیت‌آمیز بودن آزمایش‌های مرتبط با آن، توجه تولیدکنندگان وانادیوم که تجربه تولید باتری‌های جریان ردوکس وانادیوم را دارند، به خود جلب کرده است.

وی در ادامه عنوان کرد: فرآیند تولید در روش مذکور به طور کامل متفاوت است. در این روش لیتیوم خالص، پنتوکسید وانادیوم (V205) با یکدیگر پیوند داده شده و ترکیب می‌شوند و در آن خلوص مورد نیاز برای تولید باتری جریان ردوکس وانادیوم تغییر می‌کند.

مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium» مطرح کرد: استفاده انحصاری از روش مذکور به ثبت رسیده است اما در نهایت شرکت نامبرده قصد دارد مجوز استفاده از آن را به دیگران واگذار کند. به علاوه قرار است از روش مذکور به عنوان یک فناوری اختصاصی در تولید باتری فلز لیتیوم در واحدهای تولید شرکت «Pure Lithium» واقع در آمریکای شمالی، استرالیا و سایر کشورهای دوست استفاده شود.

بوداین تصریح کرد: در نهایت هدف این است که امکان استفاده از روش مذکور توسط دیگر تولیدکنندگان باتری در سراسر جهان فراهم شود؛ چراکه یک شرکت نمی‌تواند به تنهایی حجم بسیاری بالایی که نیاز مصرف‌کنندگان در سراسر دنیا را برطرف کرده، تولید کند.

وی خاطرنشان کرد: ترجیح شرکت «Pure Lithium» بر این است که امکان استفاده از حق انحصاری از روش مذکور برای تمامی تولیدکنندگان باتری در جهان فراهم شود. با این حال، بهتر است این کار پس از پایان فرایند تجاری‌سازی روش استفاده از وانادیوم در تولید کاتد لیتیوم انجام شود.

تامین مالی و شرکای شرکت «Pure Lithium»

اقدامات اولیه برای افزایش سرمایه شرکت «Pure Lithium» توسط بوداین و شریک تجاری وی، پروفسور دونالد سادووی از انتهای سال ۲۰۱۹ آغاز شد. در همین راستا، حدود دو میلیون دلار در تابستان سال ۲۰۲۰، درست هم‌زمان با اوج همه گیری ویروس کرونا جمع‌آوری شد.

رابرت فریدلند، کارآفرین صنعت فلزات و معادن که عضو هیئت مدیره شرکت «Pure Lithium» نیز هست، یکی از سرمایه‌گذاران اولیه این شرکت بود. سپس شرکت «Oxy Low Carbon Ventures»، یکی از زیرمجموعه‌های شرکت نفتی «Occidental Petroleum» به عنوان سرمایه‌گذار اصلی، اقدام به سرمایه‌گذاری حدود ۱۵ میلیون دلاری در شرکت «Pure Lithium» کرد.

به گفته مدیر اجرایی شرکت «Pure Lithium»، این مشارکت شرایط را برای شرکت مذکور به منظور دسترسی به آب نمک تولید شده توسط شرکت «Occidental» به عنوان زیرمجموعه‌ای از شرکت «Berkshire Hathaway» از طریق سرمایه‌گذاری مشترک فراهم کرده است. علاوه‌براین، شرکت «Pure Lithium» از آب نمک تولید شده توسط لیتیوم «E3 Lithium» کانادا استفاده می‌کند.

بوداین در پایان یادآور شد: شرکت «Pure Lithium» قصد دارد سهام یکی از معادن تولید لیتیوم را خریداری کند. با این حال، وی هنوز با انجام این کار مخالف است.

انتهای پیام//