Choć magnez jest tańszy, bardziej dostępny i potencjalnie bezpieczniejszy od litu, zanim baterie magnezowe staną się powszechne w autach elektrycznych, trzeba rozwiązać wiele praktycznych problemów.
W ostatnich kilku latach lit stał się jednym z najważniejszych metali dla globalnej transformacji energetycznej.
REKLAMA
REKLAMA
Przede wszystkim wynika to z jego szerokiego zastosowania w samochodach elektrycznych, poprzez baterie litowo-jonowe. Zapewniają one wysoką gęstość energii, niewielką masę i możliwość szybkiego ładowania, a do tego długą żywotność cyklu, co przekłada się na współczesny zasięg i osiągi aut.
Dlatego lit jest dziś kluczowy dla upowszechnienia praktycznych rozwiązań w elektryfikacji motoryzacji.
Jednak lit wciąż mierzy się z poważnymi, długoterminowymi wyzwaniami po stronie podaży. Coraz więcej producentów pojazdów elektrycznych rozważa więc inne metale, takie jak mangan i magnez.
Dlaczego magnez?
Magnez, kolejny kluczowy metal dla samochodów elektrycznych i baterii magazynujących energię, może być w przyszłości ważną alternatywą dla litu w autach elektrycznych.
Jest tańszy, powszechnie występuje na całym świecie, a także pozwala zmagazynować więcej energii. Uznaje się go również za bezpieczniejszy niż lit, ponieważ nie tworzy ostrych wypustek, znanych jako dendryty, które w bateriach litowych mogą prowadzić do zwarć lub pożarów.
Bateria magnezowa może też przechowywać więcej energii w mniejszej przestrzeni, co dla producentów aut, którzy chcą budować bardziej kompaktowe pojazdy, oznacza istotne korzyści rozmiarowe i efektywnościowe.
Magnez jest ponadto jednym z najczęściej występujących pierwiastków zarówno w wodzie morskiej, jak i w skałach, co może pozwolić producentom ominąć w przyszłości potencjalne ograniczenia podaży litu.
Jony magnezu niosą również podwójny ładunek w porównaniu z jonami litu, czyli +2, co sprzyja wyższej pojemności objętościowej. Dzięki temu możliwe jest bardziej kompaktowe, gęste energetycznie magazynowanie energii zarówno dla aut elektrycznych, jak i innych urządzeń.
Chiny produkują zdecydowaną większość światowego magnezu. Jak wynika (źródło w Angielski) z danych serwisu Elements portalu Visual Capitalist, odpowiadają za ok. 87–95 proc. światowej produkcji pierwotnego magnezu w 2025 r., czyli od 830 do 950 tys. ton.
Surowiec pochodzi głównie z rozległych złóż dolomitu, a największe zasoby magnezu znajdują się w prowincji Liaoning.
Drugim największym producentem magnezu jest Izrael, który pozyskuje ten metal głównie z Morza Martwego. Rosja i Brazylia to kolejne ważne kraje wydobycia; istotne złoża magnezu znajdują się m.in. w Satce i Brumado.
Mangan pojawia się także jako uzupełnienie baterii litowych, a nie pełny ich zamiennik. Baterie manganowe mają znacznie niższą gęstość energii i nie można ich łatwo wielokrotnie, setki razy, ładować. Oferują też niższe napięcie.
Dlatego dobrze sprawdzają się jako wsparcie systemów litowych w konstrukcjach hybrydowych, ale zawodzą przy dużych wymaganiach mocy.
undefined
Dlaczego dostawy litu są tak niepewne
Jednym z największych wyzwań dla podaży litu są bardzo długie harmonogramy nowych projektów. Uruchomienie kopalni litu – od odkrycia złoża do rozpoczęcia produkcji – zwykle trwa średnio (źródło w Angielski) 16–18 lat. Wynika to głównie ze skomplikowanych procedur administracyjnych, praw do eksploracji oraz problemów z finansowaniem w wielu regionach świata.
Wydobycie z twardych skał generuje też znaczące ilości odpadów, a pozyskiwanie litu z solanek zużywa ogromne ilości wody w suchych regionach, gdzie zwykle występuje ten pierwiastek. To z kolei przyciąga coraz większą uwagę społeczności lokalnych i organizacji ekologicznych.
Jednocześnie niedawny gwałtowny spadek cen litu, po wcześniejszej nadpodaży, doprowadził do ograniczenia inwestycji wydobywczych i budżetów na eksplorację. Poważnie zagraża to przyszłym mocom produkcyjnym i globalnej zielonej transformacji.
Większość zasobów litu skoncentrowana jest w Australii oraz w południowoamerykańskim „Trójkącie Litu”, a Chiny kontrolują znaczną część mocy rafineryjnych niezbędnych do wytwarzania surowca o jakości wymaganej w bateriach.
Baterie magnezowe?
Obecnie większość rozwiązań z użyciem magnezu wciąż pozostaje na etapie testów prowadzonych m.in. przez Uniwersytet Waterloo.
Jednak część dużych producentów samochodów coraz intensywniej rozwija i sprawdza alternatywy bogate w magnez lub domieszkowane manganem, takie jak ogniwa Lithium Manganese-Rich, LMFP czy długoterminowe rozwiązania oparte na chemii magnezowej.
MG (SAIC Motor) niedawno wprowadziło nową półstałą baterię SolidCore typu Lithium-Manganese-Oxide (LMO) do modeli takich jak MG4 EV Urban, który ma trafić na rynek brytyjski i europejski do końca 2026 r.
General Motors i LG Energy Solution planują komercyjny debiut zaawansowanych ogniw litowo-manganowych LMR w 2028 r. Wykorzystują one wysoką zawartość manganu, by obniżyć koszty i zwiększyć gęstość energii w przyszłych elektrycznych pick-upach i SUV-ach.
Podobnie Toyota finansuje długoterminowe, wyspecjalizowane badania nad zastąpieniem standardowej chemii litowej wysokopojemnymi rozwiązaniami magnezowymi. Wciąż jednak nie wiadomo, kiedy pojazdy produkcyjne będą mogły korzystać z tej technologii, ponieważ naukowcy czekają jeszcze na pełną stabilizację elektrolitów.
Great Wall Motor stosuje również technologię półstałych odlewów magnezowych, aby zmniejszyć masę komponentów, a Tesla wykorzystuje wybrane elementy z magnezowych stopów w modelach Model 3 i Model Y.
Dlaczego baterie magnezowe wciąż nie są powszechne
Choć baterie magnezowe cieszą się coraz większym zainteresowaniem jako potencjalna alternatywa dla litu, zanim będą mogły trafić do masowego użytku, trzeba rozwiązać szereg poważnych problemów.
Jedną z największych wad magnezu jest powolne przemieszczanie się jonów, co oznacza, że cząstki magnezu poruszają się w materiałach baterii dużo wolniej.
Powoduje to bardzo długi czas ładowania i słabą moc przy gwałtownym przyspieszaniu, a także gorszą pracę w niskich temperaturach. Te czynniki utrudniają bateriom magnezowym dorównanie szybkiemu ładowaniu i wysokiej mocy akumulatorów litowych stosowanych w autach elektrycznych.
Trudne pozostaje także opracowanie cieczy, ciała stałego lub elektrolitu, który umożliwi swobodne przemieszczanie się magnezu bez rozkładu materiału. Obecnie elektrolity, które sprawnie transportują jony magnezu, jednocześnie powodują korozję wewnętrznych elementów baterii.
Podobnie niezwykle skomplikowane jest znalezienie materiału katody, który wytrzyma wielokrotne wprowadzanie i usuwanie jonów magnezu, nie ulegając degradacji.