Když John Goodenough vytvořil v Oxfordu v roce 1980 první lithium-iontovou dobíjecí baterii, potřeboval trochu kobaltu. Experimenty již prokázaly, že kov je energeticky hustý, ideální pro malé baterie, které potřebují hodně energie. 1 Goodenough si tedy vyrobil kobalt sám a zahříval prekurzory na velmi vysoké teploty.
Dnes se kobalt objevuje ve většině komerčních lithium-iontových baterií – ale má svou cenu. Stříbřitý kov je drahý, ano. Má to však také temnější cenu: dlouhou historii porušování lidských práv, včetně těžby dětí, spojené s výrobou v Demokratické republice Kongo. Výrobci elektronických zařízení a elektromobilů nechtějí platit velké peníze a spojovat se s těmito zvěrstvami, a tak se pokusili snížit množství kobaltu, který používají jejich baterie. Panasonic, dodavatel baterií společnosti Tesla, na konci minulého měsíce oznámil, že vyvíjí baterie, které nepotřebují kobalt. A mají nějakou pomoc: Goodenough a další výzkumníci také vyvinuli dobíjecí baterie, které nepotřebují kobalt.
Horník pracuje v Tilwizembe, bývalém průmyslovém měděno-kobaltovém dole, mimo Kolwezi, hlavní město provincie Lualaba na jihu Demokratické republiky Kongo 11. června 2016. Kenny Katombe/Reuters
Baterie mají kladný konec, obvykle grafit, a katodu, záporný konec – kombinaci lithia, kobaltu a kyslíku v zařízení, na kterém pravděpodobně čtete tento příběh. V elektrických autech je katoda obvykle niklově těžší než v menších zařízeních – což snižuje zatížení kobaltového dodavatelského řetězce, ale má vyšší náklady na zpracování a je o něco pravděpodobnější, že se vznítí v letadlech. na nechvalně známý Samsung Galaxy Note 7. Elektrony na vnější dráze atomu kobaltu jsou spárované, což znamená, že je malý, hustý a snadno tvoří vrstvy.
Ale nová vlna výzkumníků baterií, včetně Goodenough, se přesouvá k materiálům, jako je mangan a železo. Namísto vrstev se tyto prvky spojují do struktury „kamenné soli“, tak zvané pro svou podobnost s naším oblíbeným stolním kořením. Katody kamenné soli se již v některých zařízeních používají, ale ještě nemají stejně vysokou hustotu energie jako kobalt nebo nikl.
Výzkumníci a společnosti jsou připraveni na alternativy. „Kobalt je drahý a lidé se budou snažit, aby ho nepoužívali,“ říká Goodenough, který stále pracuje jako profesor inženýrství na Texaské univerzitě. Za poslední dva roky se cena kobaltu zčtyřnásobila, a zatímco přenosná elektronická zařízení v současnosti využívají lví podíl kobaltu, baterie pro elektromobily budou vyžadovat téměř 1,000krát více kobaltu než telefon. Co s antropogenní změnou klimatu, stále více lidí vyměňuje spalovací motory za elektrický model. A i když tyto trendy mohou být pro planetu lepší, zvyšují cenu kobaltu.
Kobalt je vedlejším produktem výroby jiných kovů, jako je nikl a měď, ale existuje také v zemské kůře sám o sobě, v dolech především v Demokratické republice Kongo. V roce 2016, Washington Post provedla vyšetřování dříve neprůhledného dodavatelského řetězce kobaltu a odhalila praktiky dětské práce a nedostatek potřebného vybavení.
Nejoblíbenější
Maska krvavého prasete je jen součástí nového divokého trestního obvinění proti eBay
Lily Hay Newman
Překvapivé věci, které pomohly udělat rok 2023 nejžhavějším rokem všech dob
Matt Simon
49 nejlepších filmů na Netflixu tento týden
Matt Kamen
51 nejlepších pořadů na Netflix právě teď
Matt Kamen
Samozřejmě existuje další způsob, jak se vyhnout nebezpečím těžby: recyklace. Ale lithium-iontové baterie vydrží tak dlouho, že lidé, kteří si je budou kupovat během příštích 10 let, předběhnou ty, kteří se jich zbavují, vysvětluje Elsa Olivetti, profesorka energetických studií na Massachusetts Institute of Technology. Loni v říjnu zveřejnila dokument, který dospěl k závěru, že nabídka kobaltu se bude muset v příštích několika letech rychle rozšířit, aby pokryla poptávku, zejména s nárůstem elektrických vozidel. Navzdory pokroku ve vývoji katody a získávání kobaltu za posledních osm měsíců „Myslím, že obecný závěr, že bychom všichni měli více přemýšlet o kobaltu, stále platí,“ píše. “Ale lidé s tím už začali,” vytvářejí katody se stabilními, energeticky hustými kovy, jako je fosfor a železo.
Kromě vrstvených baterií a baterií z kamenné soli se výzkumníci zaměřují na polovodičové baterie. Tyto baterie mohou vyžadovat více lithia, ale ne nutně kobaltu, a byly by mnohem bezpečnější než současné lithium-iontové baterie. 2 Automobilky jako BMW, Toyota a Honda zkoumají tyto baterie, ale Olivetti si nemyslí, že tato technologie nasytí trh do roku 2025. A do té doby se společnosti budou snažit zmírnit dopad kobaltových baterií. Společnosti jako Apple a Samsung se připojily k iniciativě Responsible Cobalt Initiative a zavázaly se řešit nejhorší ekologické a sociální důsledky dodavatelského řetězce. A v poslední době Apple začal nakupovat kobalt přímo od těžařů, aby se ujistil, že dodavatelé dosáhnou standardů na pracovišti.
Goodenough například stále přemýšlí o kobaltu, dokonce i ve svých 96 letech. Přestože vyvinul baterii, která funguje bez kobaltu, nemyslí si, že její dny strávené milimetry od našich uší jsou pryč. I když jsou náklady vyšší, říká, jeho původní design lithium-iontové baterie je stále dost dobrý.
1 Oprava připojena, 6. 7. 2018 1:40 EDT: Předchozí verze tohoto příběhu špatně identifikovala zdroj informací o vlastnostech kobaltu.
2 Oprava připojena, 6. 7. 2018 1:40 EDT: Tento příběh byl změněn, aby se objasnila role kobaltu v polovodičových bateriích.
Více skvělých příběhů WIRED
- FOTOGRAFIE: Takové vlny jste ještě neviděli
- Tito fyzici sledovali tikání hodin 14 let v kuse
- Skutečný důvod, proč Vyhledávání Google označilo kalifornskou republikánskou stranu za nacisty
- Tento seznam nejlepších bluetooth reproduktorů jde do 11
- Jak Killing Evereverzní inženýrství binge sledování
- Hledáte další? Přihlaste se k odběru našeho denního zpravodaje a nikdy nezmeškáte naše nejnovější a nejlepší příběhy
