گیتی هومانفر
آیا در آینده باتری برای تامین نیروی خودروهای برقی وجود نخواهد داشت؟
در سال‌های اخیر، خودروهای الکتریکی (EV) به عنوان جایگزینی پایدار برای وسایل نقلیه با سوخت فسیلی مطرح شده‌اند. با افزایش تقاضا برای این خودروها، نگرانی‌هایی درباره تأمین کافی باتری‌های مورد نیاز آن‌ها در آینده به وجود آمده است. آیا در آینده باتری برای تامین نیروی خودروهای برقی وجود نخواهد داشت؟ در این مقاله، به بررسی این موضوع و راه‌حل‌های ممکن می‌پردازیم.
با اتو مگ همراه باشید
افزایش تقاضا برای باتری‌های خودروهای برقی
تلاش جهانی برای حمل‌ونقل پایدار به‌طور چشمگیری تقاضا برای خودروهای برقی را افزایش داده است. کشورهای سراسر جهان اهداف بلندپروازانه‌ای برای حذف تدریجی خودروهای دارای موتور احتراق داخلی تعیین کرده‌اند. برای مثال، اتحادیه اروپا پیشنهاد ممنوعیت فروش خودروهای جدید بنزینی و دیزلی تا سال ۲۰۳۵ را ارائه کرده است، در حالی که کشورهایی مانند نروژ قصد دارند این هدف را حتی زودتر محقق کنند. به همین ترتیب، سازندگان خودرو، تولید خودروهای الکتریکی را افزایش داده‌اند و برندهای بزرگی مانند تسلا، فورد، فولکس‌واگن و تویوتا سرمایه‌گذاری‌های سنگینی در حوزه حمل‌ونقل برقی انجام داده‌اند.
برای پشتیبانی از این گذار، باتری‌های لیتیوم-یون که در حال حاضر بیشترین استفاده را دارند، در مقیاسی بی‌سابقه تولید می‌شوند. این باتری‌ها به مواد اولیه‌ای مانند لیتیوم، کبالت، نیکل و گرافیت وابسته هستند. با این حال، نگرانی‌هایی در مورد اینکه آیا عرضه این مواد می‌تواند با افزایش تقاضا همگام شود یا خیر، مطرح شده است.
چالش‌های تولید باتری و کمبود مواد اولیه
چالش‌های متعددی عرضه پایدار باتری‌های خودروهای برقی را تهدید می‌کند، از جمله:
1- کمبود مواد اولیه
لیتیوم، کبالت و نیکل برای تولید باتری ضروری هستند، اما در دسترس بودن آن‌ها محدود است. بخش عمده‌ای از منابع لیتیوم جهان از کشورهایی مانند استرالیا، شیلی و چین تأمین می‌شود. کبالت، که جزء حیاتی باتری‌های لیتیوم-یون است، عمدتاً از جمهوری دموکراتیک کنگو استخراج می‌شود؛ جایی که شرایط استخراج با نگرانی‌های اخلاقی مانند کار کودکان و آسیب‌های محیطی همراه بوده است.
2- اختلال در زنجیره تأمین
همه‌گیری کووید-۱۹، تنش‌های ژئوپولیتیکی و محدودیت‌های تجاری، شکنندگی زنجیره‌های تأمین جهانی را آشکار ساخته است. بسیاری از تولیدکنندگان باتری برای فرآوری مواد به چین وابسته هستند، که آن‌ها را در برابر تغییرات سیاسی و اقتصادی آسیب‌پذیر می‌کند. هرگونه اختلال در این زنجیره‌ها می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر دسترسی به باتری‌ها داشته باشد.
3- نگرانی‌های زیست‌محیطی و اخلاقی
استخراج مواد اولیه باتری عواقب زیست‌محیطی قابل توجهی دارد، از جمله تخریب زیستگاه‌ها، آلودگی آب و انتشار بالای کربن. با افزایش تقاضا برای خودروهای برقی، فشار بر این منابع نیز افزایش می‌یابد که سوالاتی درباره پایداری بلندمدت مطرح می‌کند.
4- مشکلات چرخه عمر و بازیافت باتری
در حالی که باتری‌های خودروهای برقی برای چندین سال طراحی شده‌اند، در نهایت دچار کاهش کارایی شده و نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. در حال حاضر، زیرساخت‌های بازیافت باتری هنوز در مراحل اولیه قرار دارند. همچنین اکثر باتری‌هایی که به پایان عمرشان نزدیک شده‌اند به‌طور کارآمد بازیافت نمی‌شوند. بدون وجود سیستم‌های بازیافت مناسب، تقاضا برای مواد جدید افزایش یافته و مشکلات تأمین تشدید می‌شود.
راه‌حل‌های احتمالی برای اجتناب از بحران باتری
با وجود این چالش‌ها، راه‌حل‌ها و نوآوری‌های متعددی در حال توسعه است تا از عرضه پایدار باتری‌های خودروهای الکتریکی اطمینان حاصل شود:
فناوری‌های بازیافت در حال توسعه هستند تا لیتیوم، کبالت و نیکل را از باتری‌های استفاده شده بازیابی کنند. شرکت‌هایی مانند Redwood Materials و Li-Cycle در تلاش برای ایجاد اقتصادی دایره‌ای برای مواد باتری پیشگام هستند. علاوه بر این، باتری‌های استفاده‌شده خودروهای الکتریکی می‌توانند قبل از پایان عمرشان برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در منازل و مشاغل به کار گرفته شوند.
فناوری‌های جایگزین باتری
محققان در حال بررسی نسل بعدی باتری‌ها هستند که وابستگی به مواد کمیاب را کاهش می‌دهند. برخی از گزینه‌های امیدوارکننده عبارتند از:
باتری‌های سدیم-یون: ساخته شده از مواد فراوان‌تر، این باتری‌ها جایگزینی کم‌هزینه‌تر نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون ارائه می‌دهند.
باتری‌های حالت جامد: این فناوری‌ها وعده چگالی انرژی بالاتر، شارژ سریع‌تر و ایمنی بهبود یافته نسبت به فناوری کنونی لیتیوم-یون را می‌دهند.
باتری‌های لیتیوم-سولفور و آلومینیوم-هوا: این فناوری‌ها می‌توانند بازار خودروهای الکتریکی را با ارائه برد بلندتر و وابستگی کمتر به مواد معدنی حیاتی، متحول کنند.
آینده باتری‌های خودروهای برقی: آیا باتری کافی خواهیم داشت؟
با وجود چالش‌های قابل‌توجه در تولید باتری‌های خودروهای الکتریکی، رهبران صنعت، محققان و دولت‌ها به طور فعال بر روی راه‌حل‌ها کار می‌کنند.علاوه بر این، با پیشرفت فناوری، بهره‌وری باتری‌ها به طور مستمر بهبود یافته و فشار بر منابع کاهش می‌یابد. بسیاری از سازندگان خودرو نیز در باتری‌های حالت جامد سرمایه‌گذاری می‌کنند که به مواد کمتری نیاز دارند و عملکرد بهتری ارائه می‌دهند.
در نتیجه، اگرچه نگرانی‌ها در مورد کمبود باتری معتبر است، اما صنعت به سرعت در حال تحول است تا این مسائل را برطرف کند. به جای آینده‌ای که در آن خودروهای الکتریکی از باتری محروم می‌شوند، شاهد فضایی خواهیم بود که توسط راه‌حل‌های نوآورانه شکل گرفته و منابع انرژی پایدار و کارآمد برای خودروهای الکتریکی را تضمین می‌کند.
