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かんらん石を貴重なNMCバッテリーコンポーネントに変えます

かつてはかなり控えめな岩です。オリーブブラウンからイエローグリーンの色、この硬いが脆いミネラルは、地球の上部マントルで最も豊富であると考えられています。化学的には、オリビンはケイ酸マグネシウム鉄鉄肉ですが、他の元素も含まれています。経済的には、それは価値がないことに近いです。その限られた産業用ユーティリティは、宝石、金属加工、陶器、そして時には道路建設の砂利として広がっています。一部の鉱業サイトでは、かんらん石は表面の山に保管された廃棄物です。確かに、バッテリー材料のソースとしての明らかな選択ではありません。しかし、それはまさにそれがニュージーランドのエンジニアのグループによってどのように見られているかです。クライストチャーチに拠点を置く意欲的な材料は、かんらん石から複数の貴重な鉱物を生産する特許取得済みの化学プロセスを開発し、有害な廃棄物を残しません。おそらくエネルギー部門にとって最も興味深いのは、その製品の中で最も希少なものです。 リチウムイオンバッテリーの生産にはますます必要になっています。持続可能な鉱物抽出プロセス2月にオープンしたAspiringのパイロット工場は、市の東にある匿名の工業団地にあります。メインフロアの1つの角は、階段状のラインに配置された一連の小さなタンクに接続されている大きなステンレス鋼のタンクに支配されています。 「電気分解システムとは別に、ハードウェアは乳製品の典型的なものです」と、Aspiringの最高商業責任者であるColum Rice氏は述べています。 「このプロセスはエレガントですが、それほど複雑ではありません。私たちの入力は岩、水、再生可能エネルギーであり、私たちの製品には共同で付属しています2 排出量。」岩はかんらん石「小麦粉」です。耐火性の砂生産による望ましくない副産物である細かい緑の灰色の粉塵。これは、スクリューコンベヤーによって最大のタンクに運ばれ、そこで硫酸と組み合わされます。この酸を味わうステップは、「それを一種の基本的なスープに変換する」と、Aspiringの主要化学エンジニアであるMegan Danczykは言います。そこから、反応鎖容器を通過します。そこでは、苛性ソーダの添加と粒子のサイズと温度の慎重な管理により、3つの製品を個別に抽出できます。 Aspiring Materials 'Lead Chemical EngineerのMegan Danczykは、水酸化マグネシウムのスクープを保持しています。意欲的な鉱物プロセスの約50％は、世界で最も一般的なセメントであるポートランドセメントの部分的な代替品となる可能性のあるシリカです。約40％は、炭素隔離、廃水処理、合金製造などでの使用に適したマグネシウム製品です。 最後の10パーセントは、混合金属製品です。アイアンと少量のニッケルマンガンコバルト水酸化物です。バッテリー業界はそれをNMCと呼び、それは高出力アプリケーションの頼りになる材料です。 Danczykは、抽出プロセスの終わりに、塩辛い塩水のみが残されていると説明しています。 「これは、消化に使用する酸と製品を分離するために使用するベースをリサイクルして再生する電解器に送られます。これは閉ループです。岩全体を使用しており、低温と周囲圧力で処理しています。」現在、意欲的な分離は連続して分離するか、ライスが言ったように、「シリカ、リロード、NMC、リロード、マグネシウム」です。計画は、プロセスが連続的に実行され、ランタイムが3日間から1つに短縮できるように、さらに2つの反応チェーンを並行して追加することです。バッテリー製造におけるNMC材料NMC材料は、バッテリーの製造ですでに広く使用されています。通常、高エネルギー密度のリチウムイオン電池でカソードを形成するか、電動工具、大規模なエネルギー貯蔵、電気自動車など、頻繁に循環する必要がある電気システムのために。 「ここで作成できたことは、バッテリースペースで現在使用されているものの仕様と一致します」とDanczyk氏は言います。今日、ほとんどの産業的に関連するNMC材料は、3つの主要な成分の塩を組み合わせることによって作られており、それぞれが私たちの現代世界での重要性が高まっているため、重要な鉱物リストに定期的に登場します。重要な鉱物の課題は、それらにアクセスすることです。惑星のニッケルのほとんどは、インドネシアで調達され、洗練されています。南アフリカには、世界最大のマンガンリザーブがありますが、そのほとんどすべてが処理のために中国に輸出しています。コバルトにとって、最大の生産者はコンゴ民主共和国ですが、再び、中国では洗練されています。これらの地域における供給独占、地政学的不安定性、人権侵害、環境被害に関する懸念は広く文書化されています。NMC水酸化物は、Aspiringの出力の最小画分（約1％）を表していますが、バッテリー材料の将来のサプライチェーンで依然としてへこみを作ることができます。 2023年に国の重要な鉱物戦略を開発した英国政府の専門家委員会に座っていたジム・ゴディンは、これらの材料の供給を確保するためのアプローチが変化しています。「経済は、より安定性を提供する可能性のある小規模生産者との協力を含む、供給を強化し、サプライチェーンを多様化する方法を検討しています。3番目の支店は、循環経済であり、彼らが持っている材料がより長く使用されるか、再利用に回収されることを保証しています。」既にマイニングされた資料からより多くの価値を引き出すことを目指している企業だけではありません。カナダの会社Atlas Materialsは現在、同様の製品セットを生産する同様の閉ループプロセスを商業化していますが、出発点は、かんらん石とは異なり、蛇紋岩に焦点を当てています。「私の理解は、これらの2つの原材料のうち、オリヴィンは実際には酸を酸浸出がより困難にしています」とケベック市のラヴァル大学の助教授であるフェイ・ワンは言います。 「それは、より高いエネルギー入力が必要であり、より速く酸を消費することを意味します。」 Wangの研究は、重要な金属の水時代性抽出にも焦点を当てていますが、彼はAtlasや意欲に関与していません。 「Aspiringのテクノロジーが興味深いものであり、進行中の一歩を表していることは間違いありませんが、私はその経済学についていくつかの懸念を持っています」と彼は付け加えます。Goddinにとって、会話はそれよりも広くなければなりません。 「ヨーロッパの観点からは、物事はよりクリーンでより持続可能な生産に移行しています。輸入と消費された材料の環境への影響に関するデータの提供に焦点が合っています。たとえば、たとえば、それがより高価になったとしても、それらの根拠から競争することができます。サイトの記事からウェブ上の関連記事 #かんらん石を貴重なNMCバッテリーコンポーネントに変えます