Cieľom príspevku je poukázať na možné environmentálne aspekty a vplyvy, ktoré vznikajú pri ťažbe nerastných surovín a následnej výrobe akumulátorových kovov. V príspevku sa ako príklad environmentálnych vplyvov uvádza výroba primárneho lítia a spomína environmentálna záťaž, ktorá zostala po výrobe niklu a kobaltu na Slovensku.
Klasické automobily na fosílne palivá predstavujú v súčasnosti vysokú environmentálnu záťaž na životné prostredie, najmä vo veľkých mestách, kde produkcia emisií značne znečisťuje ovzdušie. Riešením, ako skvalitniť ovzdušie nielen vo veľkých mestách sú elektromobily (automobily na elektrický pohon). V súčasnosti sa pri výrobe elektromobilov využívajú tzv. akumulátorové kovy, a to najmä lítium, nikel a kobalt [1]. Sú to strategické kovy, dostupné iba v obmedzenom množstve. Získavajú sa hlavne z primárnych zdrojov. Zvyšujúci sa dopyt po elektromobiloch spôsobuje rastúcu spotrebu akumulátorových kovov a následne vyššiu ťažbu nerastných surovín obsahujúcich tieto kovy. Dôsledky ťažby surovín, ako aj samotnej výroby týchto kovov môžu viesť k novým environmentálnym a spoločenským problémom. Za environmentálne vplyvy sa považuje zhoršená kvalita ovzdušia, vody, narušený vzhľad krajiny, vznik odpadov, alebo samotné vyťaženie zdrojov nerastných surovín. Od elektrických vozidiel a hybridných elektrických vozidiel sa očakáva, že znížia emisie skleníkových plynov, čo bude mať ďalší pozitívny vplyv na životné prostredie. Okrem toho, ťažba nerastných surovín akumulátorových kovov je náročná na spotrebu vody, pretože ložiská týchto kovov sa nachádzajú v relatívne suchých oblastiach.
Automobilový akumulátor
Podľa zákona č. 79/2015 Z.z.o odpadoch a o zmene a doplnení niektorých zákonov v z. n. p. batéria alebo akumulátor je batéria alebo akumulátor definovaný ako zdroj elektrickej energie vyrobenej priamou premenou chemickej energie, pozostávajúci z jedného alebo viacerých primárnych (nedobíjateľných článkov) alebo z jedného alebo viacerých sekundárnych (dobíjateľných článkov). Automobilová batéria alebo akumulátor sa používajú pre štartér, osvetlenie alebo spúšťanie motora vozidla a jeho osvetlenie [2].
Technológia lítiových akumulátorov (ďalej len "LiA") ponúka vyšší výkon a energetickú účinnosť v porovnaní s aktuálne používanými olovenými akumulátormi. Ich vývoj a budúce využitie sú podmienené dopytom po prenosných elektronických zariadeniach, stacionárnych zásobníkoch energie a elektrických vozidlách [3].
Lítiové akumulátory okrem kovov ako železo, meď, mangán a nikel obsahujú aj kobalt, lítium, titán a tiež grafit a plasty. Ako katódový materiál v LiA sa najčastejšie používa kobalt. Nikel sa používa v LiA kvôli vysokej hustote energie a skladovacej kapacite [4].
Zloženie lítium-iónových akumulátorov ovplyvňujú rôzne technické a ekonomické trendy. Posledný výskum v oblasti akumulátorov sa zameriava na nové materiály pre anódy, ktorými môžu byť kovy lítia, kremíka, titánu a nióbu. Hlavným dôvodom je zvýšenie špecifickej energie, zníženie hmotnosti a objemu pri zachovaní napájacích schopností s cieľom skrátiť čas nabíjania v závislosti od aplikácie. Z dôvodu úspory nákladov treba vymeniť katódu - chemickú zmes, ktorá znižuje celkový podiel kobaltu v prospech iných materiálov, ako je nikel a hliník. Na obr. 1 sú uvedené najčastejšie používané suroviny v akumulátoroch. Medzi všetkými materiálmi, ktoré sa v súčasnosti používajú na výrobu batérií, sú v zozname kritických nerastných surovín EÚ od roku 2020 kobalt, prírodný grafit a lítium [3].
Obrázok 1 Suroviny používané v akumulátoroch [3]
Súčasné (Cu, C, Al, Co, Li, Mn) a predpokladané využitie v budúcnosti (Si, Ni, Ti)
EÚ produkuje celkovo iba 1 % všetkých batériových surovín. Z globálneho hľadiska až 59 % kobaltu pochádza z kobaltových baní z Demokratickej republiky Kongo. Približne 90 % celosvetovej produkcie lítia pochádza z Čile a Číny. V tab. 1 sú uvedení hlavní svetoví producenti kritických surovín a tiež krajiny, od ktorých EÚ získava suroviny [5].
Tabuľka 1 Zoznam súčasných kritických surovín v akumulátoroch [5]
Suroviny
Hlavn
Pre zobrazenie článku nemáte dostatočné oprávnenia.
Odomknite si prístup k odbornému obsahu na portáli.
Prístup k obsahu portálu majú len registrovaní používatelia portálu. Pokiaľ ste už zaregistrovaný, stačí sa prihlásiť.
Ak ešte nemáte prístup k obsahu portálu, využite 10-dňovú demo licenciu zdarma (stačí sa zaregistrovať).
