Magnezyum elektrikli araç bataryalarında lityum alternatifi olabilir

Son yıllarda lityum elektrikli geçiş için en önemli metallerden biri haline geldi. Bu durum lityum iyon bataryaların elektrikli araçlarda yaygın kullanımıyla bağlantılı. Bu bataryalar yüksek enerji yoğunluğu, hafif yapı, hızlı şarj kapasitesi ve uzun çevrim ömrü sağlıyor.

Böylece modern araç menzili ve performansını destekliyor. Lityum elektrikli araçlarda önemli rol oynasa da uzun vadeli yapısal tedarik sorunlarıyla karşılaşıyor. Bu nedenle bazı elektrikli araç üreticileri manganez ve magnezyum gibi alternatifleri değerlendirmeye başladı.

Magnezyum elektrikli araçlar ve enerji depolama bataryaları için kritik bir metal. Magnezyum lityuma potansiyel alternatif olabilir. Magnezyum daha ucuz, dünyada bol bulunuyor ve daha fazla enerji depolayabiliyor.

Ayrıca lityumdan daha güvenli kabul ediliyor. Çünkü lityum bataryalarda kısa devre veya yangına yol açabilen dendrit adlı sivri uçlar oluşturmuyor. Magnezyum batarya daha küçük alanda daha fazla enerji tutabiliyor.

Bu durum elektrikli araç üreticilerine daha kompakt araçlar yapma imkanı sunuyor. Magnezyum hem deniz suyunda hem de toprakta en yaygın elementlerden biri. Bu özellik lityumdaki olası tedarik kısıtlamalarını aşmaya yardımcı olabilir.

Magnezyum iyonları lityum iyonlarının iki katı yük taşıyor. Artı iki yük daha yüksek hacimsel kapasiteyi destekliyor. Böylece hem elektrikli araçlar hem de diğer cihazlar için daha kompakt ve yoğun enerji depolama mümkün oluyor.

Çin 2025'te dünya birincil magnezyum üretiminin yüzde 87-95'ini gerçekleştiriyor. Bu miktar 830 bin ile 950 bin metrik ton arasında. Üretim büyük ölçüde dolomit rezervlerinden geliyor. En büyük magnezyum rezervleri Liaoning eyaletinde bulunuyor. İkinci büyük üretici İsrail. İsrail metali ağırlıklı olarak Ölü Deniz'den çıkarıyor.

Rusya ve Brezilya diğer önemli üreticiler. Rusya'da Satka, Brezilya'da Brumado önemli rezerv bölgeleri. Manganez lityum bataryaları tamamen değiştirmek yerine destekleyici rol oynuyor. Manganez bataryaların enerji yoğunluğu daha düşük. Yüzlerce kez kolayca şarj edilemiyorlar. Ayrıca daha düşük voltaj veriyorlar.

Bu nedenle hibrit sistemlerde lityum yapılarını destekliyorlar. Ancak yüksek güç taleplerinde yetersiz kalıyorlar. Lityum tedarikindeki en büyük sorunlardan biri proje sürelerinin uzun olması.

Yeni bir lityum madeninin keşiften ilk üretime geçmesi ortalama 16-18 yıl sürüyor. Bunun nedeni birçok bölgede karmaşık izin süreçleri, keşif hakları ve finansman sorunları. Sert kaya madenciliği önemli atık üretiyor.

Tuzlu su çıkarma ise lityumun bulunduğu kurak bölgelerde büyük miktarda su tüketiyor. Bu durum yerel topluluklar ve çevre gruplarının incelemelerini artırıyor. Lityum fiyatlarının yakın zamanda düşmesi madencilik yatırımlarını ve keşif bütçelerini azalttı.

Bu durum gelecek üretim hattını ve küresel yeşil geçişi tehdit ediyor. Lityumun çoğunluğu Avustralya ve Güney Amerika'daki Lityum Üçgeni'nde yoğunlaşıyor. Çin ise batarya kalitesinde malzeme üretmek için gereken rafineri kapasitesinin önemli kısmını kontrol ediyor.

Günümüzde magnezyum bataryaların çoğu Waterloo Üniversitesi gibi kurumlar tarafından test aşamasında. Bazı büyük otomobil üreticileri magnezyum zengin veya manganez katkılı alternatifler geliştiriyor. MG yani SAIC Motor yeni Lityum-Manganez-Oksit yarı katı hal SolidCore batarya teknolojisini MG4 EV Urban modellerinde kullandı.

Bu modellerin 2026 sonuna kadar İngiltere ve Avrupa pazarlarına ulaşması planlanıyor. General Motors ve LG Energy Solution 2028'de gelişmiş lityum manganez zengin batarya hücrelerini ticari olarak sunmayı hedefliyor. Bu hücreler maliyetleri düşürmek ve enerji yoğunluğunu artırmak için yüksek manganez içeriği kullanıyor.

Gelecek elektrikli kamyon ve SUV'lar için tasarlanıyor. Toyota da standart lityum kimyasını yüksek kapasiteli magnezyum alternatifleriyle değiştirmek için uzun vadeli araştırma finanse ediyor. Ancak ticari araçlarda ne zaman kullanılacağı belirsiz. Araştırmacılar elektrolit stabilizasyonu için bekliyor. Great Wall Motor bileşen ağırlığını azaltmak için yarı katı magnezyum döküm teknolojisi kullanıyor. Tesla Model 3 ve Model Y'de seçici magnezyum alaşım bileşenleri entegre etti. Magnezyum bataryalar ilgi görse de yaygınlaşmadan önce önemli engeller var. Magnezyumun en büyük dezavantajı iyon hareketinin yavaş olması. Magnezyum parçacıkları batarya malzemeleri içinde daha yavaş hareket ediyor. Bu durum çok yavaş şarj sürelerine, hızlı ivmelenmede zayıf güce ve soğuk hava performansına yol açıyor. Magnezyum bataryaların hızlı şarj ve yüksek güç sağlayan lityum bataryalarla rekabetini zorlaştırıyor. Magnezyum iyonlarını verimli taşıyan elektrolitler iç bileşenleri aşındırıyor. Magnezyum iyonlarının yerleştirilmesi ve çıkarılmasına dayanabilecek katot malzemesi bulmak da karmaşık.