電動汽車的未來正在加速到來;經濟分析師預測,到2040年,所有汽車的三分之一可能是電池驅動的。這些汽車中的大多數依賴於大型鋰離子電池,這引發了人們對世界鋰供應是否能跟上的擔憂。但科學家在十月份的Joule雜誌上報告說,另一種元素——鈷——是一個更大的擔憂。
“最好的鋰電池正極[負極]都含有鈷,而且其產量有限,”研究負責人,麻省理工學院的材料科學家和工程師 Elsa Olivetti 說。 Olivetti 和她的同事計算瞭如果電動汽車 (EV) 如預期般普及,鈷供應會短缺到什麼程度——結果令人警醒。
鋰電池正極由鋰金屬氧化物層製成,這些氧化物層包含鈷和其他金屬的某種組合。鈷獨特的原子特性使正極能夠在狹小的空間內儲存大量能量,並有助於維持正極的層狀結構。
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Olivetti 和她的同事推斷了到 2024 年鋰和鈷的供應趨勢。為了計算需求,他們根據電動汽車和行動式電子裝置電池使用量緩慢或快速增長的估計建立了兩種情景。
他們發現,從長遠來看,鋰不太可能成為限制因素。但即使在 2025 年電動汽車銷量非常保守地估計為 1000 萬輛的情況下,當年對鈷的需求也可能達到 33 萬噸,而當時的可用供應量最多為 29 萬噸。
鈷是銅和鎳礦開採的副產品,因此其產量取決於對這些金屬的需求。此外,全球一半以上的鈷儲量位於政治不穩定的剛果民主共和國。
回收鋰電池既複雜又很少進行。阿貢國家實驗室的交通系統分析師 Linda Gaines 說,即使回收率更高且工藝更便宜,“在電動汽車大規模普及後的 10 年或更長時間內,回收也不會產生影響”,她沒有參與這項工作。
然而,更新的正極化學成分提供了希望。 Gaines 說,最近開發的富鎳配方將減少對鈷的需求。不含鈷的正極也在開發中,研究人員希望使其切實可行。
