باتری‌هایی که انتظار داریم انرژی دنیای بدون کربن ما را تامین کنند، برای ساخت‌شان به میلیون‌ها تن مواد معدنی نیاز دارند، و با توجه به این که بسیاری از منابع مناسب کمیاب هستند؛ این سوال پیش می‌آید که چگونه می‌توان روند تولید این قطعه مهم را پایدار کرد. منگنز به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع فلزی در باتری‌ها شناخته می‌شود و هنوز در شرایط فراوانی وجود دارد، اما نشانه‌هایی مبنی بر به خطر افتادن هزینه‌های معدنی استخراج این ماده نیز وجود دارد.
دکتر سام اسپینکس، زمین‌شناس ارشد تحقیقاتی و سرپرست تیم، مواد معدنی و آب در سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود «CSIRO» می‌گوید: «در طول تاریخ اکتشاف منابع، فلز منگنز کمترین توجه را در فضای تحقیق و توسعه به خود جلب کرده است. که یکی از مهم‌ترین دلایل آن قیمت خرید پایین این فلز نسبت به سایر انواع بوده و هیچگاه به عنوان فلزی گران‌قیمت در نگاه جستجو کنندگان درنظر گرفته نشده است».
اما حالا که تامین آنها به خطر افتاده برای برخی از مدیران این موضوع اهمیت بیشتری پیدا کرده، چرا که به عنوان یکی از مهم‌ترین منابع برای تولید باتری‌ها شناخته شده است.
شمال غربی استرالیای در حال حاضر به دلیل برخورداری از این کالای مهم مورد توجه قرار گرفته است. در شرایط فعلی تلاش‌های پیچیده‌ای برای اکتشاف و تجزیه و تحلیل برای شناسایی محل قرارگیری ذخایر منگنز بیشتر با ترکیب مناسب در حال انجام است.
عنصری کلیدی در مسیر انتقال به سوخت‌های تجدیدپذیر
دلایل زیادی وجود دارد برای اینکه بپذیریم در مسیر انتقال از مصرف سوخت‌هایی با آلایندگی بالا و غیرتجدیدپذیر باتری‌ها نقش کلیدی را بازی می‌کنند. در این میان مهم‌ترین نکته افزایش تقاضا برای تامین باتری برای پیشبرد این روند است.
دکتر اسپینکس درباره این روند افزایشی می‌گوید: « اگر بخواهیم در هر کامیون، ماشین، خانه، اداره، کارخانه، خیابان و به طور کلی همه جا باتری داشته باشیم، تولید این حجم از باتری طبیعتا به مقدار زیادی فلز معدنی نیاز خواهد داشت و من نمی‌توانم تصور کنم که افزایش محبوبیت باتری‌ها شرایطی سختی را برای فعالیت معادن فلزات مرتبط با باتری همچون نیکل و کبالت فرض کنم؛ سوال اصلی اینجاست که آیا این معادن می‌توانند رشد تقاضا را برآورده کنند!»
تا به امروز فلزات مورد استفاده در باتری همچون نیکل، کبالت و لیتیوم تمرکز اصلی کاوشگران و محققان را به خود اختصاص داده بود. اما شاید مسیری که تا به امروز پیش‌برده‌ایم کاملا صحیح نباشد!
زمین‌شناس ارشد سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود درباره هزینه‌های تامین برخی از منابع فلزی اینگونه توضیح می‌دهد: « هزینه این مواد معدنی یکی از نگرانی‌های تولید باتری به حساب می‌آید. پیشرفت‌های متعدد در فناوری ساخت، هزینه تامین باتری‌های لیتیوم یون را کاهش داده، اما بخش غیرقابل تغییری در این معادله وجود دارد که آن به بازار تبادیل فلزات مربوط است، جایی که آنها را به همان قیمتی که [در بازار وجود] دارند می‌توان تامین کرد؛ در حال حاضر هر تن نیکل و کبالت ده‌ها هزار دلار قیمت دارند.
ما حتی شاهد افزایش کبالت به بالای ۱۲۰ هزار دلار در هر تن طی چند سال گذشته بوده‌ایم! آنچه که باعث این افزایش قیمت‌ها برای کبالت شده؛ این موضوع است که امکان کشف آن بسیار سخت بوده و منابع را جزو کانی‌های بسیار نادر به شمار می‌روند؛ همچنین اغلب این کانی‌ها همراه با عناصر مزاحمی همچون آرسنیک در طبیعت وجود دارند».
نشانی‌هایی از مرگ معادن کبالت
دکتر اسپینکس باور دارد که این کمبود زمین‌شناسی کبالت، در کنار این واقعیت که بیشتر ذخایر جهانی این ماده معدنی در جمهوری دموکراتیک کنگو قرار دارد باعث شده که تغییراتی در نگرش استفاده از این فلز ایجاد کند. کنگو جایی است که نگرانی‌های جدی زیست‌محیطی و بشردوستانه‌ای در آن شکل گرفته و از این سو بسیاری از شرکت‌های باتری‌ساز به سمت حذف کبالت از طراحی جدید ساختار باتری‌های هستند.
طی برگزاری رویداد روز باتری تسلا در سپتامبر 2020، ایلان ماسک، مدیر اجرایی، این خودروساز فاش کرد که این شرکت در حال حرکت به سمت استفاده از منگنز با خلوص بالا به‌عنوان ماده اولیه تولید باتری‌های خود است و باتری‌های ساخته شده در کارخانه‌های جدید آنها در تگزاس و برلین سعی خواهند کرد در روند تولیدشان به نحوی عمل کنند که ۶۶ درصد از تولیداتشان باتری‌های تشکیل شده از منگنز باشند و فقط یک-سوم باتری‌ها از نوع نیکلی باشند؛ همچنین ماسک وعده داده در این کارخانه‌های جدید میزان مصرف کبالت را به صفر برساند.
مواد معدنی فله‌ای برای تولید باتری در آینده
استراتژی «صنعت باتری آیندنگرانه» که توسط دولت استرالیای پیش گرفته شده مبنی بر اجرای چند هدف مهم است که یکی از آنها تبدیل شدن به تولیدکننده و صادرکننده پیشرو در دنیای مواد معدنی و شیمیایی پیش‌نیاز تولید باتری‌های آینده‌نگرانه تا سال ۲۰۲۵ است.
براساس این هدفگذاری دکتر اسپینکس هشدار می‌دهد که: «این یک چالش بزرگ است که توسط مجموعه مرکز تحقیقات صنایع باتری آینده (CRC) نیز پشتیبانی می‌شود، جالب اینجاست که CSIRO یکی از همکاران این پروژه به حساب می‌آید.
جاه‌طلبی مجموعه‌های مختلف برای توسعه صنعت عظیم باتری‌سازی در ابعاد جهانی و همچنین برای استرالیا لازم است به نحوی مدیریت شود که زنجیره ارزش کامل آن از جمله اکتشاف مواد معدنی، استخراج معدن تا تولید در مقیاس وسیع برای بازار جهانی را در بر بگیرد.
برای انجام این کار ما نیاز به تولید یک فلز ارزان قیمت با حجم تامین بالا «فله» داریم. منگنز می‌تواند این نقش را برعهده بگیرد. خبر خوب این است که کشور ما به طور منحصر به فردی برای دسترسی به منابع منگنز مسیر ارزان و آسان پیشرو دارند.
همکاری برای کشف سریع‌تر و پاک‌تر معدنها
در شرایط فعلی به کاوشگران جزئی منگنز نیاز داریم که در کنار تلاش‌های محققان و دولتمردان و همچنین برخی از بازیگران بزرگتر به همکاری بپردازیم تا واقعاً بفهمیم منابع منگنز در را چطور می‌توان یافت و باید به دنبال چه نشانه‌هایی باشیم.
در پروژه استرالیا CSIRO در حال برنامه‌ریزی یک پروژه مشترک بزرگ بین صنعت و پژوهشگران است تا با دنبال کردن نقشه محدوده‌های فعلی و روند توزیع مواد معدنی سنگ منگنز در سراسر دنیا درک بهتری از فرآیندهای تشکیل این سنگ معدن و به منظور هدف قرار دادن ذخایر منگنز با کیفیت بالاتر برای استفاده در باتری‌ها هستند.
دکتر اسپینکس می‌گوید: «CSIRO همچنین در حال کار روی چگونگی پالایش سنگ معدن منگنز به عنوان یکی از ماده شیمیایی پیش‌نیاز برای ساخت باتری است که با استفاده از کاهش تعداد مراحل ذوب کمترین میزان دی‌اکسیدکربن منتشر شود.
