Lityum iyonlarını barındıran anot tarafında malzeme olarak genellikle grafit formunda karbon kullanılır.   Grafit belki değerli madenler kadar sözü edilmeyen bir hammadde olsa da Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nden gelen kobalttaki etik sorunlar kadar önemli tedarik sorunları barındırmaktadır. Aşağıdaki tabloda dünya grafit rezervleri ve son iki yıllık kullanım bilgisi verilmiştir. ABD’den US Geological Surveys kaynaklı bu bilgilere göre Türkiye dünyadaki en önemli grafit rezervine sahip olmasına karşın, bu kaynağın çıkarılıp işlenmesi konusunda geri kalmış olduğu görülmektedir. 52 milyon ton rezervi olan Çin senede 850 bin ton cevheri çıkarıp işleyip piyasaya sunuyor. Çin’den %80 daha fazla rezerve sahip Türkiye’ninse sadece 2900 ton çıkartabildiğini okuyoruz. Batarya endüstrisinin ihtiyaç duyduğu ve dünya pazarında yıllara dayalı fiyat ortalamasının 1000 USD/ton olduğu bir kaynağın Türkiye’de çıkarılıp işlenmesinin geliştirilmesi imkan dahilindedir.[i] Sadece Çin seviyesinde üretim yapılabilse senelik 1 milyar dolarlık ek bir artı değer söz konusudur.

 

Otomotiv sanayi kendi bildiği şekilde fiyatları genel alıcı kitlesine yakınlaştırmak için bu alanda da geliştirme çalışmaları yürütmektedir. Yakın gelecekte, otomotiv bataryalarının anotların silikon ve/veya grafen kullanılması olasılığı yüksektir. Söz konusu her iki malzeme de, batarya hücrelerinin enerji yoğunluğu konusunda daha iyidirler. Ayrıca silikonun hem bulunabilirliğinin çok yüksek olduğunu hem de maliyetinin uygun olduğunu hatırlamak gerekir. Ne var ki,  silikon bir kez lityum yüklendiğinde, güçlü bir şekilde genişlemektedir ve bu durum hücre açısından taşınamaz seviyelerde basınç uygulaması yaratmaktadır. Bu sebeple silikonun yaygın otomotiv kullanımı henüz söz konusu olamamıştır. Şu anda, bazı anotlar silikon ile biraz zenginleştirilmiştir, örneğin Tesla Model 3 bataryası bu şekildedir.  Ayrıca gerek Tesla, gerek Mercedes veya Porsche gibi otomobil üreticilerinin nanoteknoloji vasıtasıyla silikon anot uygulamasına geçme çalışmalarının sürdüğünü basına yapılan açıklamalardan biliyoruz. [i]

   

Grafiti geri dönüştürebilir miyiz?

 

Bilindiği gibi yeni ekonomik yapıda geri dönüşüm en kritik karar kriterlerinden bir tanesi olarak önümüze çıkıyor. Elektrikli araç bataryalarında kullanılan grafit malzemeler başarılı bir şekilde diğer malzemelerden ayrılabilirse geri dönüşümden sonra tekrar batarya imalatında kullanılmaları söz konusu oluyor. geri dönüşümü sağlamak için temiz ve düzenli bir şekilde toplama ve nakletmek gibi gereklilikler var. ancak bu gereklilikler diğer tüm malzemeler için geçerli. Bugün dünya üzerinde birçok tesiste elektrikli araç bataryalarından tekrar kullanılabilir saflıkta grafit elde edebilen geri dönüşüm tesisleri mevcut. Bu tesislerin ka bu siteleri bugün için yeterli gibi gözükse de artan elektrikli araç talebini karşılamakta yetersiz kalacakları çok açık biçimde çeşitli raporlarda ifade ediliyor.[ii]

Fransa'nın ulusal sanayi konseyinin raporuna göre

  • 2027'den önce, Avrupa'da geri dönüştürülecek pillerin yıllık miktarı, pillerin kullanım ömrüne bağlı olmak kaydıyla ve sırasıyla 10 yıl veya 15 yıl olmak üzere 9.000 ton/yıl veya 6.000 ton/yıl'ın altındadır.
  • 2027'den itibaren, Avrupa'da geri dönüştürülecek pillerin yıllık miktarının yılda 20.000 tonu büyük ölçüde aşması bekleniyor.

Elektrikli otomobil talebindeki artışa bağlı olarak lityum pil geri dönüşüm gereksinimlerindeki artışın hızlı olması bekleniyor. Bu sebeple 2027'den itibaren avrupa'da çok önemli bir batarya geri dönüşüm pazarının ortaya çıkması beklenmelidir. satış beklentilerini göz önüne aldığımızda yıllık 50.000 tonluk bir batarya geri dönüşümü söz konusudur. Bugün itibariyle Avrupa'da mevcut batarya geri dönüşüm tesislerinin yıllık 15.000 ila 20.000 ton seviyelerinde bir kapasitesi olduğu tahmin ediliyor. dolayısıyla önümüzdeki 4 yıl içinde bu geri dönüşüm tesislerinin sitesinin en az 3 katına çıkması gerektiği değerlendiriliyor. Volkswagen'in verdiği yukarıdaki tabloya göre bataryanın ağırlığının yaklaşık %18 inin grafikten oluştuğunu düşündüğümüzde ortaya çıkacak geri dönüşüm kapasitesinin yaklaşık 9.000 ton grafiti geri vereceğini düşünebiliriz. Eğer geri dönüşüm tesislerinde ekonomik olarak anlamlı bir proses söz konusu olursa buradan elde edilecek ekonomik değer de önemli miktarda olacaktır.

Bataryaların naklindeki tehlikeli atık statüsü ve buradan kaynaklı riskler düşünüldüğünde geri dönüşümün bataryaların toplandığı noktalarda yapılabilmesi önem kazanacaktır. Dolayısıyla bataryaların elektrikli araç pazarının yoğunlaştı noktalarda geri dönüşüm tesislerinin kurulması beklenecektir.

 

[i] https://stockhead.com.au/tech/has-the-time-come-for-silicon-anode-batteries/ : Konsültasyon tarihi : 15/03/2023 : « Silikon çözümlerinin uygulanması, 2020'de ABD'li elektrikli araç ve enerji depolama devi Tesla'nın ev sahipliği yaptığı Batarya Günü'nde sıcak bir konuydu. Lityum-iyon bataryalarını dahili olarak üretme hedefinin bir parçası olarak silikon anot teknolojisini öne çıkardıklarını açıkladılar. O zamandan beri General Motors, Ultium pil hücrelerinde silikon nanoteknolojinin potansiyel kullanımını incelemek için ortak bir araştırma ve geliştirme anlaşması duyurdu, Porsche gelecekteki EV pillerinde silikon kullanımını araştırıyor ve Mercedes-Benz, bir sonraki elektrikli G-Serisi SUV'sinde silikon anotlar kullanacağını açıklıyor. »

[ii] « Développement d’une filière intégrée de recyclage des batteries lithium » başlık Şubat 2020 tarihli bir rapordan alıntı: “Gelişmekte olan bir Fransız ve/veya Avrupa pil sektörüne entegre edilmiş bir geri dönüşüm teklifinin geliştirilmesi, raporda belirtilen çeşitli nedenlerle (hammaddelerimizi, sinerjilerimizi ve dolayısıyla rekabet edebilirliğimizi, çevresel sorunları güvence altına almak gibi) ilgili ve gereklidir.” https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-35541-rapport-recyclage-batterie-lithium.pdf

 

 

[i] https://www.imib.org.tr/links/29maden/GRAFIT.pdf : Konsültasyon tarihi : 14/03/2023, sayfa 27. USGS verilerine göre 2013-2018 dünya fiyat ortalaması 1000 USD/ton civarındadır. Ancak MAPEG verilerine göre grafit fiyatı 420–550 $/tondur (Avusturya, %80–85 C amorf cevher).