I potencijalni izazivač nalazi se praktički posvuda - čak i u morskoj vodi. Riječ je o magneziju.

Taj metal sve više privlači pozornost istraživača kao moguća alternativa litiju u baterijama budućnosti. Jeftiniji je, iznimno rasprostranjen, potencijalno sigurniji, a njegova kemijska svojstva otvaraju mogućnost pohranjivanja velike količine energije u relativno malom prostoru.

Zvuči gotovo idealno za električne automobile. No postoji razlog zbog kojeg danas ne vozimo automobile s magnezijskim baterijama.

Zašto je magnezij toliko zanimljiv?

Jedna od najvećih prednosti magnezija je njegova dostupnost.

Za razliku od litija, čija je proizvodnja geografski koncentrirana, magnezij je jedan od najrasprostranjenijih elemenata i nalazi se u tlu i morskoj vodi. Euronews navodi da bi upravo to proizvođačima dugoročno moglo pomoći u smanjivanju problema s opskrbom.

Druga velika prednost krije se u samoj kemiji.

Magnezijev ion nosi dvostruki pozitivni naboj, za razliku od litijeva jednostrukog. To mu daje potencijal za veću volumetrijsku gustoću kapaciteta, odnosno mogućnost pohranjivanja više energije u određenom volumenu.

Za proizvođače električnih automobila to je iznimno zanimljivo. U teoriji bi takve baterije mogle omogućiti kompaktnije sustave za pohranu energije.

Tu je i sigurnost.

Jedan od problema povezanih s litij-metalnim baterijama je stvaranje dendrita - sitnih igličastih struktura koje mogu probiti separator, izazvati kratki spoj i povećati rizik od požara. Magnezij se u tom kontekstu smatra vrlo zanimljivim jer je manje sklon takvom problemu.

Ako tome dodamo nižu cijenu sirovine i veliku dostupnost, nameće se očito pitanje: Zašto magnezij već nije zamijenio litij?

Postoji veliki problem

Ono što magnezij čini zanimljivim istodobno stvara ozbiljne tehničke poteškoće.

Magnezijevi ioni kroz materijale baterije kreću se sporije, što otežava postizanje brzog punjenja i velike izlazne snage kakvu današnji električni automobili zahtijevaju.

To može značiti sporije punjenje, slabije performanse pri velikim zahtjevima za snagom i probleme pri niskim temperaturama.

Velik izazov je i elektrolit.

Istraživači pokušavaju pronaći materijal koji će omogućiti učinkovito kretanje magnezijevih iona, a istodobno neće reagirati s ostalim komponentama baterije ili izazivati njihovu koroziju.

Problem predstavlja i katoda. Materijal mora izdržati opetovano ulaženje i izlaženje magnezijevih iona bez degradacije, a upravo je to jedan od razloga zbog kojih je tehnologija još uglavnom u istraživačkoj fazi.

Znanstvenici zato posljednjih godina intenzivno rade na različitim kemijama, uključujući magnezij-sumporne baterije. Istraživanje objavljeno ove godine u časopisu Nature Communications pokazuje napredak u rješavanju jednog od ključnih problema takvih sustava - reakcijske kinetike magnezijevih polisulfida.

To je važan korak, ali još uvijek nije dokaz da je tehnologija spremna za milijune automobila.

Toyota već godinama istražuje magnezij

Automobilska industrija ipak pažljivo prati razvoj.

Toyota je ulagala u dugoročna istraživanja visokokapacitetnih baterija na bazi magnezija, no komercijalna primjena u automobilima još nema jasan datum.

Istodobno proizvođači razvijaju i druge načine smanjivanja ovisnosti o postojećim kemijama baterija.

General Motors i LG Energy Solution, primjerice, rade na litijskim ćelijama bogatim manganom koje bi prema njihovim planovima trebale stići u komercijalnu proizvodnju 2028. godine. Riječ je o drukčijoj tehnologiji koja i dalje koristi litij, ali povećanjem udjela mangana pokušava smanjiti troškove.

Važno je zato ne pomiješati magnezij i mangan. Iako se oba materijala sve češće spominju u kontekstu novih baterija, riječ je o različitim tehnologijama.

Hoće li magnezij doista zamijeniti litij?

U ovom trenutku - ne.

Litij-ionske baterije imaju desetljeća razvoja iza sebe, golem proizvodni lanac i karakteristike koje magnezijske baterije zasad ne mogu ponuditi u komercijalno prihvatljivom paketu.

Većina magnezijskih baterija još je u eksperimentalnoj fazi, a prije masovne primjene treba riješiti brzinu kretanja iona, elektrolite, katodne materijale, punjenje, performanse i dugoročnu stabilnost.

No razlog zbog kojeg je magnezij toliko zanimljiv nije teško razumjeti.

Jeftiniji je i iznimno dostupan, a zbog svojih kemijskih svojstava mogao bi otvoriti put kompaktnijim i potencijalno sigurnijim baterijama.

Ako istraživači uspiju riješiti probleme koji ga danas koče, metal koji se nalazi u ogromnim količinama u tlu i morskoj vodi mogao bi jednog dana postati jedan od ključnih sastojaka električnog automobila.

Litij, dakle, još ne odlazi nikamo. Ali prvi put ima sve više potencijalnih suparnika koji žele njegov posao.