Lithium-Krise: Welche Alternativen gibt es?

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Lithium-Krise: Welche Alternativen gibt es?




von Winget » 07/03/22, 15:55

Ich versuche gerade, eine Zusammenfassung eines amerikanischen Artikels über Alternativen zur Lithium-Krise zu schreiben und mit Ihnen zu teilen. Ich bin immer noch erstaunt, all die möglichen Ressourcen zu sehen ... aber zu welchem ​​Preis?

Im Zeitalter der Elektrifizierung scheinen wiederaufladbare Batterien eine Selbstverständlichkeit zu sein. Egal ob Handys, Laptops, Kameras oder die Knochenleitungstechnologie (eine überraschende Entdeckung in der Audiowelt!) haben diese Trommeln eines gemeinsam. Sie bestehen alle aus Lithium.Lithium-Ionen (Li-Ion)-Batterien haben die Welt in den letzten Jahren im Sturm erobert. Sie sind heute die beliebteste Batteriespeicheroption und kontrollieren über 90 % des globalen Marktes für Stromnetze. Und sie speichern Energie effizient und lange.

Ihre bemerkenswerteste Verwendung findet sie heute jedoch in Elektrofahrzeugen.

In den letzten zehn Jahren hat die explosionsartige Produktion von Lithium-Ionen-Batterien die Preise um 85 % gesenkt und Elektroautos zum ersten Mal in der Geschichte wirtschaftlich rentabel gemacht. Batterien ebnen den Weg für eine Zukunft ohne Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, was für uns von entscheidender Bedeutung ist sollen den Klimawandel bremsen, aber Lithium ist nicht das umweltfreundlichste chemische Element, das wir verwenden könnten. In Südamerika verbrauchen riesige Lithiumreserven literweise Wasser, was zu verheerenden Konflikten zwischen der lokalen Bevölkerung führt. Für die Herstellung einer Tonne Lithium werden 2,2 Millionen Liter Wasser benötigt.

Der Abbau von Lithium schädigt auch Böden und kann zu Luftverschmutzung führen.

Viele weisen darauf hin, dass Li-on-Batterien recycelt werden können, was definitiv ein Plus ist, da sie immer wieder verwendet werden können, ohne dass sie jedes Mal entfernt werden müssen.

Doch diese Praxis ist noch nicht flächendeckend etabliert und das Batterierecycling hat in den letzten Jahren kaum Fortschritte gemacht. Wollen wir weiterhin auf Lithiumbatterien setzen, muss die Situation also verbessert werden. Wie Mario Pagliaro es in einer kürzlich durchgeführten Studie ausdrückte: „Die Wiederverwendung und das Recycling von Lithiumbatterien ist keine Option mehr, sondern eine unvermeidliche Notwendigkeit für Batterie- und Elektrofahrzeughersteller.“

Inzwischen suchen viele nach einer Alternative. Zumal es keine Garantie dafür gibt, dass wir genügend Rohstoffe finden werden, um die Nachfrage zu decken.

Was können wir anstelle von Lithium in Batterien verwenden?

Salz Salz oder Natrium ist ein enger chemischer Verwandter von Lithium. Obwohl es sich um ein sehr ähnliches Produkt handelt, hat es nicht die gleichen Auswirkungen auf die Umwelt, was bedeutet, dass es eine praktikable Option für einen Ersatz sein könnte. Die Lösung könnten Natrium-Ionen-Batterien sein. Die Natrium-Ionen-Technologie verbraucht keine knappen Ressourcen – und zu ihrer Herstellung werden keine seltenen Lithiumsalze benötigt – einfaches Kochsalz reicht aus. durch die Nachteile, Natrium ist dreimal schwerer als Lithium! Das bedeutet, dass Natrium-Ionen-Batterien auch viel schwerer sind. Natriumbatterien können auch weniger leistungsstark sein, da ihre Zellspannungen niedriger sind.

Meerwasser Wenn es Salzbatterien gibt, warum nicht Meerwasser verwenden? Ein Team der Technischen Hochschule in Deutschland hat einen Batterie-Prototypen auf Basis von Meerwasser entwickelt Unsere Ozeane enthalten etwa mehr als 180 Milliarden Tonnen Lithium. Da es jedoch verdünnt ist, entwickeln Forscher viele Filter, um zu versuchen, Meerwasser selektiv aus dem Lithium zu extrahieren, um es sinnvoll zu nutzen.


Silizium Viele Wissenschaftler halten Silizium für einen wesentlichen Bestandteil, der Batterien transformieren könnte. Es würde Lithium nicht ersetzen, aber es würde Lithiumbatterien beigemischt – was bedeutet, dass sie auf lange Sicht billiger und effizienter wären. Derzeit verwenden Lithium-Ionen-Batterien Graphit als Schlüsselkomponente. Zu Ihrer Information, Graphit besteht aus feinen und zahlreichen Kohlenstoffschichten, die selbst übereinander gestapelt sind. Und in einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie können Lithium-Ionen durch diese Lücken zwischen den Schichten schlüpfen und Verluste verursachen.Der Ersatz von Graphit durch Silizium könnte zu leichteren und sichereren Batterien führen.


Magnesium Magnesium wird derzeit als potenziell leistungsfähiger Bestandteil zukünftiger Batterien erforscht. Es ist ein Element, das eine große Ladung von +2 tragen kann, mehr als Lithium und Natrium. Batterien aus Magnesiummetall könnten laut einer Studie eine höhere Energiedichte, größere Stabilität und geringere Kosten als aktuelle Lithium-Ionen-Zellen aufweisen.Magnesium hat noch einen weiteren Vorteil. Jedes Magnesiumatom gibt während der Batterieentladephase zwei Elektronen ab, im Vergleich zu einem Elektron bei Lithium. Dadurch ist es in der Lage, fast doppelt so viel elektrische Energie bereitzustellen.

Hanf Diese nachhaltige Pflanze und Faser, die in Kleidung, Baumaterialien, Lebensmitteln und sogar Autoteilen verwendet wird, könnte zu einem Schlüsselbestandteil von Elektrofahrzeugbatterien werden, die billiger, sicherer und weniger schädlich für die Umwelt sind.

Eisen Eisen könnte vielleicht ein hervorragender Ersatz für Lithium sein. Es wird angenommen, dass dieses chemische Element ein besseres "Oxidoreduktionspotential" oder "Reduktionspotential" im wissenschaftlichen Jargon hat (es verliert nicht so schnell seine Wirksamkeit).
Im September letzten Jahres wurde von Bloomberg veröffentlicht. Es geht um ein Unternehmen für saubere Energie in Oregon, USA, das einen Rekordkauf von Batterien auf Basis von "Eisenchemie" tätigt. Diese können anscheinend erneuerbare Energie länger speichern und könnten "dazu beitragen, einige der Zuverlässigkeitsprobleme zu überwinden, die zu Stromausfällen in Kalifornien und Rekordenergiepreisen in Europa geführt haben".
Die einzige Einschränkung von Eisenflussbatterien besteht darin, dass sie viel größer sind als Lithiumbatterien. Das bedeutet, dass sie nicht in Smartphones, Laptops oder gar Elektrofahrzeugen verwendet werden könnten, aber eine praktische Option für Netzwerkspeicher sein könnten.
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Exnihiloest
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Betreff: Lithium-Krise: Welche Alternativen gibt es?




von Exnihiloest » 07/03/22, 19:08

 
Hypothesen über Alternativen, insbesondere wenn sie mit begeisterten Kritiken präsentiert werden, während die Lithium-Studie tobt, sollten vorsichtig sein. Zellen und Batterien werden jetzt recycelt, daher ist die Bodenverschmutzung durch Lithium ein trügerisches Argument, abgesehen von der Frage der Gewinnung in den Minen, aber dort ist es eine Frage des politischen Willens, ein Sicherheitsprotokoll einzuführen, wie in der Atomindustrie.

Die Alternativen sind Gegenstand zahlreicher Studien, aber zwischen Theorie und Marketing klafft eine Kluft. 15 Jahre ist es her, dass ich sie vorbeiziehen sah, vielversprechende Ideen, die uns erzählt werden, aus denen später nichts Konkretes wird. Wenn die Alternativen nicht funktionieren, dann weil sie Lithium überlegene Nachteile haben, wie insbesondere unzureichende Energiedichte, aber auch Abbau im Laufe der Zeit, Anzahl und Zeit der Nachfüllungen, verschiedene Risiken.Das bedeutet nicht, dass ein Metall wie Magnesium wäre nicht gültig, aber das wissen wir derzeit nicht, wie es geht.
Beispielsweise auf die Frage "Wenn es Salzbatterien gibt, warum nicht Meerwasser verwenden?", wurde dies insbesondere im Bereich der Brennstoffzelle getan. Und natürlich passierte, was passieren musste: das Fouling der Membranen, denn Meerwasser ist nicht einfach nur Salzwasser, es ist voller Mikroorganismen und Schwebeteilchen. Und wenn Sie Meerwasser vor der Verwendung reinigen müssen, hallo zu den Energiekosten.

Die Alternativen werden sicherlich kommen, Lithium war auch ein großer Vorteil gegenüber dem Vorgänger Cadmium, keine Notwendigkeit, sie zu beanspruchen, alle Akteure auf dem Gebiet sind sich des Problems bewusst und forschen. In Anbetracht der saftigen Aussichten, die eine gültige Innovation darstellen würde, haben sie keinen Erfolg, wenn sie keine präsentieren. Die breite Öffentlichkeit erkennt die Schwierigkeiten nicht, wenn sie mit der Realität des Ingenieurwesens konfrontiert wird. Einige gehen sogar so weit, sich Verschwörungstheorien vorzustellen, um zu erklären, dass wir keinen technologischen Wandel wollen, obwohl wir in Wirklichkeit nicht wissen, wie. Diese haben sich in puncto Innovation sicher noch nie die Hände schmutzig gemacht.

PS - Zum Bezug auf Knochenleitung habe ich die Geräte dafür getestet. Was innovative Batterien betrifft, sieht die Realität weniger rosig aus als behauptet wird. Wenn es für ein Telefongespräch geeignet sein kann oder für einen Sportler, der bei seiner Aktivität Musik hört, wo der Qualitätsanspruch im Gegensatz zur Notwendigkeit, die Umgebungsgeräusche zu hören, nicht hoch ist, sind es andererseits viel weniger gute Kopfhörer empfindlich auf Positionierung, auf Anziehen, das Frequenzspektrum hängt von dieser Positionierung ab, insbesondere die Höhen werden leicht gedämpft oder sind für empfindliche Ohren nach außen hörbar undicht.
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Winget
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Betreff: Lithium-Krise: Welche Alternativen gibt es?




von Winget » 08/03/22, 08:42

Exnihiloest schrieb: 
Hypothesen über Alternativen, insbesondere wenn sie mit begeisterten Kritiken präsentiert werden, während die Lithium-Studie tobt, sollten vorsichtig sein. Zellen und Batterien werden jetzt recycelt, daher ist die Bodenverschmutzung durch Lithium ein trügerisches Argument, abgesehen von der Frage der Gewinnung in den Minen, aber dort ist es eine Frage des politischen Willens, ein Sicherheitsprotokoll einzuführen, wie in der Atomindustrie.

Die Alternativen sind Gegenstand zahlreicher Studien, aber zwischen Theorie und Marketing klafft eine Kluft. 15 Jahre ist es her, dass ich sie vorbeiziehen sah, vielversprechende Ideen, die uns erzählt werden, aus denen später nichts Konkretes wird. Wenn die Alternativen nicht funktionieren, dann weil sie Lithium überlegene Nachteile haben, wie insbesondere unzureichende Energiedichte, aber auch Abbau im Laufe der Zeit, Anzahl und Zeit der Nachfüllungen, verschiedene Risiken.Das bedeutet nicht, dass ein Metall wie Magnesium wäre nicht gültig, aber das wissen wir derzeit nicht, wie es geht.
Beispielsweise auf die Frage "Wenn es Salzbatterien gibt, warum nicht Meerwasser verwenden?", wurde dies insbesondere im Bereich der Brennstoffzelle getan. Und natürlich passierte, was passieren musste: das Fouling der Membranen, denn Meerwasser ist nicht einfach nur Salzwasser, es ist voller Mikroorganismen und Schwebeteilchen. Und wenn Sie Meerwasser vor der Verwendung reinigen müssen, hallo zu den Energiekosten.

Die Alternativen werden sicherlich kommen, Lithium war auch ein großer Vorteil gegenüber dem Vorgänger Cadmium, keine Notwendigkeit, sie zu beanspruchen, alle Akteure auf dem Gebiet sind sich des Problems bewusst und forschen. In Anbetracht der saftigen Aussichten, die eine gültige Innovation darstellen würde, haben sie keinen Erfolg, wenn sie keine präsentieren. Die breite Öffentlichkeit erkennt die Schwierigkeiten nicht, wenn sie mit der Realität des Ingenieurwesens konfrontiert wird. Einige gehen sogar so weit, sich Verschwörungstheorien vorzustellen, um zu erklären, dass wir keinen technologischen Wandel wollen, obwohl wir in Wirklichkeit nicht wissen, wie. Diese haben sich in puncto Innovation sicher noch nie die Hände schmutzig gemacht.

PS - Zum Bezug auf Knochenleitung habe ich die Geräte dafür getestet. Was innovative Batterien betrifft, sieht die Realität weniger rosig aus als behauptet wird. Wenn es für ein Telefongespräch geeignet sein kann oder für einen Sportler, der bei seiner Aktivität Musik hört, wo der Qualitätsanspruch im Gegensatz zur Notwendigkeit, die Umgebungsgeräusche zu hören, nicht hoch ist, sind es andererseits viel weniger gute Kopfhörer empfindlich auf Positionierung, auf Anziehen, das Frequenzspektrum hängt von dieser Positionierung ab, insbesondere die Höhen werden leicht gedämpft oder sind für empfindliche Ohren nach außen hörbar undicht.


Vielen Dank für dieses informative Feedback! Ich kann Ihnen nicht widersprechen, ich habe das Gefühl, dass Sie viel mehr Erfahrung mit diesem Thema haben als ich. Meine Absicht, diesen Artikel zu schreiben, war keinesfalls eine Frage davon, diese Alternativen als „DIE“ Lösung hervorzuheben. Mit Ihrer Erfahrung, welche Ressource(n) glauben Sie am meisten an die neuesten Entdeckungen? Ich bin im Grunde hier, um mich weiterzubilden :) In Bezug auf die Knochenleitung; ja, ich hatte gesehen, dass es in der Tat kein Gerät war, das in Bezug auf die Klangqualität "entkoppelt" ... aber meine Mutter, die seit 10 Jahren unter Tinnitus leidet, ist sehr dankbar für dieses kleine Gadget!
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