6.

ബാറ്ററികൾ നിർമ്മിക്കൽ: എന്തുകൊണ്ട് ലിഥിയം, എന്തുകൊണ്ട് ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്?

റിസർത്ത് & ഡിസ്കവറി

ലിഥിയം, ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ ഇവിടെ നിലനിൽക്കുമെന്ന് തോന്നുന്നു, ഇപ്പോൾ: ബദൽ വസ്തുക്കളുമായി തീവ്രമായ ഗവേഷണം നടത്തിയിട്ടും, ആധുനിക ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഒരു നിർമ്മാണ വസ്തുവായി ലിഥിയത്തിന് പകരമായി മറ്റൊന്നും ചക്രവാളത്തിൽ ഇല്ല.

കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് മാസങ്ങളായി ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (LiOH), ലിഥിയം കാർബണേറ്റ് (LiCO3) എന്നിവയുടെ വിലകൾ താഴേക്ക് നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, അടുത്തിടെയുണ്ടായ വിപണിയിലെ മാറ്റങ്ങൾ തീർച്ചയായും സ്ഥിതി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ബദൽ വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള വിപുലമായ ഗവേഷണങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടും, അടുത്ത കുറച്ച് വർഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ആധുനിക ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഒരു നിർമ്മാണ വസ്തുവായി ലിഥിയത്തിന് പകരമായി മറ്റൊന്നും ചക്രവാളത്തിൽ കാണുന്നില്ല. വിവിധ ലിഥിയം ബാറ്ററി ഫോർമുലേഷനുകളുടെ നിർമ്മാതാക്കളിൽ നിന്ന് നമുക്കറിയാവുന്നതുപോലെ, വിശദാംശങ്ങളിലാണ് പിശാച് കിടക്കുന്നത്, കോശങ്ങളുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, ഗുണനിലവാരം, സുരക്ഷ എന്നിവ ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള അനുഭവം നേടുന്നത് ഇവിടെയാണ്.

പുതിയ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ (ഇവി) ആഴ്ചതോറും അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, വ്യവസായം വിശ്വസനീയമായ ഉറവിടങ്ങളും സാങ്കേതികവിദ്യയും തേടുകയാണ്. ഗവേഷണ ലാബുകളിൽ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് ആ ഓട്ടോമോട്ടീവ് നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് പ്രസക്തമല്ല. അവർക്ക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഇവിടെയും ഇപ്പോളും ആവശ്യമാണ്.

ലിഥിയം കാർബണേറ്റിൽ നിന്ന് ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിലേക്കുള്ള മാറ്റം

വളരെ അടുത്ത കാലം വരെ, പല ഇലക്ട്രിക് വാഹന ബാറ്ററി നിർമ്മാതാക്കളുടെയും ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രം ലിഥിയം കാർബണേറ്റായിരുന്നു, കാരണം നിലവിലുള്ള ബാറ്ററി ഡിസൈനുകളിൽ ഈ അസംസ്കൃത വസ്തു ഉപയോഗിച്ച് കാഥോഡുകൾ ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് മാറാൻ പോകുന്നു. ബാറ്ററി കാഥോഡുകളുടെ ഉൽപാദനത്തിൽ ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഒരു പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ്, എന്നാൽ നിലവിൽ ലിഥിയം കാർബണേറ്റിനേക്കാൾ വളരെ കുറഞ്ഞ വിതരണമേ ഇതിനുള്ളൂ. ലിഥിയം കാർബണേറ്റിനേക്കാൾ മികച്ച ഒരു ഉൽപ്പന്നമാണെങ്കിലും, അതേ അസംസ്കൃത വസ്തുവിനായി വ്യാവസായിക ലൂബ്രിക്കന്റ് വ്യവസായവുമായി മത്സരിക്കുന്ന പ്രധാന ബാറ്ററി നിർമ്മാതാക്കളും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെ വിതരണം പിന്നീട് കൂടുതൽ ദുർലഭമാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

മറ്റ് രാസ സംയുക്തങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ബാറ്ററി കാഥോഡുകളുടെ പ്രധാന ഗുണങ്ങളിൽ മികച്ച പവർ ഡെൻസിറ്റി (കൂടുതൽ ബാറ്ററി ശേഷി), ദൈർഘ്യമേറിയ ആയുസ്സ്, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ സുരക്ഷാ സവിശേഷതകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഇക്കാരണത്താൽ, 2010-കളിൽ റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി വ്യവസായത്തിൽ നിന്നുള്ള ആവശ്യം ശക്തമായ വളർച്ച കൈവരിച്ചു, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വലിയ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഉപയോഗം വർദ്ധിച്ചു. 2019-ൽ, റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾ മൊത്തം ലിഥിയം ഡിമാൻഡിന്റെ 54% ആയിരുന്നു, ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും ലി-അയൺ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ നിന്നാണ്. ഹൈബ്രിഡ്, ഇലക്ട്രിക് വാഹന വിൽപ്പനയിലെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വർധന ലിഥിയം സംയുക്തങ്ങളുടെ ആവശ്യകതയിലേക്ക് ശ്രദ്ധ തിരിച്ചുവെങ്കിലും, 2019-ന്റെ രണ്ടാം പകുതിയിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ ഏറ്റവും വലിയ വിപണിയായ ചൈനയിൽ വിൽപ്പന കുറഞ്ഞു, 2020-ന്റെ ആദ്യ പകുതിയിൽ COVID-19 പാൻഡെമിക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ലോക്ക്ഡൗണുകൾ മൂലമുണ്ടായ ആഗോള വിൽപ്പനയിലെ കുറവ് എന്നിവ ലിഥിയം ഡിമാൻഡിന്റെ വളർച്ചയിൽ ഹ്രസ്വകാല 'ബ്രേക്കുകൾ' വരുത്തി, ബാറ്ററി, വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ നിന്നുള്ള ഡിമാൻഡിനെ ഇത് ബാധിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ദീർഘകാല സാഹചര്യങ്ങൾ വരുന്ന ദശകത്തിൽ ലിഥിയം ഡിമാൻഡിന് ശക്തമായ വളർച്ച കാണിക്കുന്നു, 2027-ൽ ഡിമാൻഡ് 1.0Mt LCE കവിയുമെന്നും 2030 വരെ പ്രതിവർഷം 18%-ൽ കൂടുതൽ വളർച്ച ഉണ്ടാകുമെന്നും റോസ്‌കിൽ പ്രവചിക്കുന്നു.

LiCO3 നെ അപേക്ഷിച്ച് LiOH ഉൽ‌പാദനത്തിൽ കൂടുതൽ നിക്ഷേപിക്കാനുള്ള പ്രവണതയെ ഇത് പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു; ഇവിടെയാണ് ലിഥിയം സ്രോതസ്സ് പ്രസക്തമാകുന്നത്: ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയുടെ കാര്യത്തിൽ സ്പോഡുമെൻ പാറ കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതാണ്. ലിഥിയം ബ്രൈനിന്റെ ഉപയോഗം സാധാരണയായി LiOH ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു ഇടനിലക്കാരനായി LiCO3 വഴി നയിക്കുമ്പോൾ LiOH ന്റെ കാര്യക്ഷമമായ ഉൽ‌പാദനം ഇത് അനുവദിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ബ്രൈനിന് പകരം സ്പോഡുമെൻ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ LiOH ന്റെ ഉൽ‌പാദനച്ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറവാണ്. ലോകത്ത് ലിഥിയം ബ്രൈനിന്റെ വലിയ അളവിൽ ലഭ്യമായതിനാൽ, ഈ ഉറവിടം കാര്യക്ഷമമായി പ്രയോഗിക്കുന്നതിന് ഒടുവിൽ പുതിയ പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാണ്. പുതിയ പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിക്കുന്ന വിവിധ കമ്പനികൾ ഒടുവിൽ ഇത് വരുന്നത് നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഇപ്പോൾ, സ്പോഡുമെൻ ഒരു സുരക്ഷിത പന്തയമാണ്.

DRMDRMU1-26259-ഇമേജ്-3