El litio y el cobalto son componentes fundamentales de las baterías de iones de litio. El análisis realizado por investigadores del Helmholtz Institute Ulm (HIU) del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) muestra que la disponibilidad de ambos elementos podría volverse muy crítica. Tecnologías de batería sin cobalto, incluyendo tecnologías post-litio basadas en elementos no críticos como el sodio, pero también magnesio, zinc, calcio y aluminio, representan posibilidades para evitar este resultado a largo plazo. Estos resultados se presentan en Materiales de Nature Reviews .

El cobalto es un componente catódico fundamental en las baterías de iones de litio (LIB), determinando la alta densidad de energía y potencia, así como la larga vida útil. Sin embargo, como se describe en el artículo del Dr. Christoph Vaalma et al., el cobalto es tóxico y escaso. "En general, la penetración de mercado de rápido crecimiento de las LIB para aplicaciones de electromovilidad, como coches totalmente eléctricos, conducirá a una demanda creciente de materias primas, especialmente con respecto al litio y al cobalto, "dice el profesor Stefano Passerini, quien supervisó el estudio junto con el Dr. Daniel Buchholz en el Helmholtz Institute Ulm.

Su análisis basado en escenarios de las aplicaciones de las baterías hasta 2050 muestra que es probable que se produzcan escaseces de cobalto y aumentos de precios. ya que la demanda de cobalto podría ser el doble de las reservas identificadas en la actualidad. A diferencia de, Se espera que las reservas de litio identificadas en la actualidad estén mucho menos tensas, pero la producción tendrá que aumentar considerablemente (posiblemente más de 10 veces, dependiendo del escenario) para adaptarse a la demanda futura. Sin embargo, ambos elementos se concentran geográficamente en países que, según se informa, son menos estables desde el punto de vista político. Según los investigadores, esto da lugar a preocupaciones sobre una posible escasez y el aumento asociado de los precios de las LIB en un futuro próximo. Por lo tanto, es indispensable expandir las actividades de investigación hacia tecnologías alternativas de baterías para disminuir estos riesgos y reducir la presión sobre las reservas de cobalto y litio, "dice Daniel Buchholz. Stefano Passerini, Subdirector de HIU. "Los sistemas post-litio son especialmente atractivos para aplicaciones de electromovilidad y estacionarias. Por eso es muy importante y urgente desbloquear su potencial y desarrollar estos innovadores, baterías de alta energía hacia la madurez del mercado ".

Estos resultados se ven confirmados por el escenario global para aplicaciones de baterías en el campo de la electromovilidad hasta el año 2050, desarrollado recientemente en HIU y publicado como un capítulo de libro. "La disponibilidad futura de cobalto para la producción en masa de LIB debe clasificarse como muy crítica, que también es evidente por el aumento de precio del cobalto superior al 120 por ciento en un año (2016-2017), "dice el Dr. Marcel Weil, analista de sistemas de HIU. Además, El establecimiento de una economía de baterías con una alta tasa de reciclaje sería sin duda imperativo para disminuir la presión sobre los materiales críticos.

Ambos estudios destacan la importancia de las nuevas tecnologías de baterías basadas en el bajo costo, elementos abundantes y no tóxicos, demostrando la importancia de un mayor desarrollo para disminuir la presión sobre los recursos críticos. Para abordar esta necesidad, KIT y la Universidad de Ulm unieron sus esfuerzos en la propuesta de un clúster de excelencia en almacenamiento de energía más allá del litio:nuevos conceptos de almacenamiento para un futuro sostenible, centrándose en el desarrollo de iones de sodio, Iones de magnesio y otras baterías basadas en abundantes materiales. El Centro de Investigación sobre Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg (ZSW) y la Universidad Justus-Liebig de Gießen también participan en estos esfuerzos.