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鈷元素:電動車新瓶頸

鋰離子電池中的關鍵元素開採受阻,可能波及電動車產業。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/洪艾彊

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鈷元素:電動車新瓶頸

鋰離子電池中的關鍵元素開採受阻,可能波及電動車產業。

撰文/巴特爾(Prachi Patel)
翻譯/洪艾彊


電動車的普及正加速來臨,經濟分析師預估2040年全球1/3的車輛將改用電池驅動。這類車輛大多數使用大型鋰離子電池,令人擔憂鋰元素供應是否無虞。一篇發表在2017年10月《焦耳》期刊的論文指出,鈷這種元素反而更應受到關注。


美國麻省理工學院(MIT)的材料科學家兼工程師歐利威帝(Elsa Olivetti)是該論文主要作者,她說:「效能最佳的鋰電池陰極都含有鈷,但鈷的產量有限。」歐利威帝等人估計,一旦電動車市場如預期快速成長,鈷元素將供不應求。這項結論發人省思。


鋰電池陰極是由鋰、鈷和其他金屬的氧化物一層層構成。鈷元素獨特的原子性質增加了陰極儲存的能量密度,有助於穩定陰極的層狀結構。


為了評估對鋰和鈷元素的需求,歐利威帝等人把兩者的供應量依目前走勢推估至2024年,並為電動車及可攜式電子產品的銷售量建構出快速或緩慢成長兩種情況。


長期來看,他們發現鋰元素不太可能是關鍵材料。儘管是保守估計,2025年電動車的銷售量將衝破1000萬台,鈷的需求高達33萬公噸,但是供應量頂多29萬公噸。


鈷是開採銅及鎳礦的副產物,所以產量取決於對銅及鎳的需求。此外,世界上超過一半的鈷礦,位於政局不穩定的剛果民主共和國。


回收鋰電池的程序非常複雜,而且很少人這麼做。美國阿崗國家實驗室的運輸系統分析師蓋恩斯(Linda Gaines)沒有參與上述研究,他評論,即使有科學家開發出更簡易、低廉的方法,「要等到10年甚至更久以後電動車普及,回收才會有所幫助。」


然而,陰極化學的最新研究進展提供了新希望。蓋恩斯表示,近期發展的富鎳新材料將減少對鈷的需求。研究人員也正研發不含鈷的陰極替代品,期望有朝一日能夠商業化應用。


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