O lítio e o cobalto são componentes fundamentais das baterias de íon-lítio. Uma análise feita por pesquisadores do Helmholtz Institute Ulm (HIU) do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) mostra que a disponibilidade de ambos os elementos pode se tornar seriamente crítica. Tecnologias de bateria sem cobalto, incluindo tecnologias pós-lítio baseadas em elementos não críticos, como sódio, mas também magnésio, zinco, cálcio e alumínio, representam possibilidades para evitar esse resultado no longo prazo. Esses resultados são apresentados em Nature Reviews Materials .

O cobalto é um componente catódico fundamental em baterias de íon-lítio (LIBs), determinar a alta densidade de energia e potência, bem como a longa vida útil. Contudo, conforme descrito no artigo do Dr. Christoph Vaalma et al., o cobalto é tóxico e escasso. "Em geral, o rápido crescimento da penetração no mercado de LIBs para aplicações de eletromobilidade, como carros totalmente elétricos, levará a uma demanda crescente por matérias-primas, especialmente com respeito ao lítio e cobalto, "diz o professor Stefano Passerini, que supervisionou o estudo junto com o Dr. Daniel Buchholz no Helmholtz Institute Ulm.

Sua análise baseada em cenários das aplicações de baterias até 2050 mostra que é provável que ocorram escassez de cobalto e aumentos de preços, já que a demanda de cobalto pode ser duas vezes mais alta que as reservas identificadas de hoje. Em contraste, as reservas de lítio identificadas hoje devem ser muito menos sobrecarregadas, mas a produção terá que ser fortemente aumentada (possivelmente mais de 10 vezes, dependendo do cenário) para atender à demanda futura. Contudo, ambos os elementos estão geograficamente concentrados em países considerados menos estáveis ​​politicamente. De acordo com os pesquisadores, isto dá origem a preocupações sobre uma possível escassez e aumento de preço associado de LIBs no futuro próximo. “Portanto, é indispensável expandir as atividades de pesquisa em direção a tecnologias alternativas de baterias, a fim de diminuir esses riscos e reduzir a pressão sobre as reservas de cobalto e lítio, "diz Daniel Buchholz. Stefano Passerini, Diretor-adjunto da HIU. "Os sistemas pós-lítio são especialmente atraentes para eletromobilidade e aplicações estacionárias. É por isso que é muito importante e urgente desbloquear seu potencial e desenvolver esses sistemas inovadores, baterias de alta energia em direção à maturidade do mercado. "

Esses resultados são ainda confirmados pelo cenário global para aplicações de baterias no campo da eletromobilidade até o ano de 2050, recentemente desenvolvido na HIU e publicado como um capítulo de livro. "A disponibilidade futura de cobalto para a produção em massa de LIBs deve ser classificada como muito crítica, o que também é evidente a partir do aumento do preço do cobalto superior a 120 por cento em um ano (2016-2017), "diz o analista de sistema da HIU, Dr. Marcel Weil. Além disso, o estabelecimento de uma economia de bateria com alta taxa de reciclagem certamente seria imperativo para diminuir a pressão sobre os materiais críticos.

Ambos os estudos destacam a importância de novas tecnologias de bateria baseadas em baixo custo, elementos abundantes e não tóxicos, demonstrando a importância de um maior desenvolvimento, a fim de diminuir a pressão sobre os recursos críticos. Para atender a essa necessidade, O KIT e a Universidade de Ulm uniram seus esforços na proposta de um cluster de excelência em armazenamento de energia além do lítio:novos conceitos de armazenamento para um futuro sustentável, com foco no desenvolvimento de íon sódio, íons de magnésio e outras baterias baseadas em materiais abundantes. O Centro de Energia Solar e Pesquisa de Hidrogênio Baden-Württemberg (ZSW) e a Justus-Liebig University Gießen também estão envolvidos nestes esforços.