Teknolojisi, batarya yapısı, geleceği, fayda ve zararları vs. derken şu anda her halde internette devasa bir bilgi birikimi oluşmuştur elektrikli araçlar hakkında. Ben de kendi çapımda yaptığım araştırmaların neticesinde sizlerin de dikkatini çekmek istediğim bir kaç konu başlığı buldum. 3 veya 4 yazıdan oluşacak bu serideki yazılarım elektrikli araçların bataryalarının üretimi aşamasında kullanılan bazı elementler (nikel, alüminyum, kobalt, bakır, lityum ve grafit) ve bu elementlerle ilgili sektörlerde iş yapan şirketlerin hisselerine yapılabilecek muhtemel yatırımlar hakkında olacak. Hazırsanız başlıyoruz, iyi okumalar.
Alüminyum Nasıl Elde Edilir?
Günlük hayatımızda aslında alüminyum ile fazlaca karşılaşıyoruz ve hatta yerkabuğunda da en fazla rastlanan elementlerin başında geliyor alüminyum, tabi ki kendisinden önce gelen elementler de var (mesela silikon ve oksijen). Peki soru şu: alüminyum nasıl üretilir? İlk olarak şunu bilmemiz gerekiyor ki doğada bolca bulunması onun kolay bir şekilde kullanıma hazır hale geldiği anlamına gelmiyor. Doğada saf "alüminyum" şeklinde bulunmayan bu metal boksit (İng. bauxite) kayaçlarının içinde bulunuyor. Alüminyumun elde edilebilmesi için boksitin ezilerek içinde bulunan titanyum dioksit, demir oksit, alüminyum hidroksit ve bazı diğer madenlerin ince toz haline getirilmesi gerekiyor. Daha sonrasında ise bu toz bazı kimyasallar ve suyla karıştırılarak bir tür bulamaç haline gelip Bayer işleminden geçerek alüminyum oksit (İng. alumina) elde ediliyor. Kriyolit (İng. cryolite) içinde çözünen alüminyum oksit en son elektrolitik bir süreçten geçiyor. Ve işte karşınızda korozyona dayanımı, müthiş ısı - elektrik iletkenliği ve süper hafifliğiyle Alüminyum.
Alüminyum Nerede Kullanılır?
Aslında alüminyum kullanım alanları çok geniş çünkü alüminyum kolay paslanan çelik veya diğer bazı ağır metallerin yerine kullanılabiliyor. Günlük hayatımızda devamlı kullandığımız pencere kasaları, kapı kolları, kapılar, alüminyum folyo, saklama kapları, balkon veya merdiven korkulukları, ev işlerinde kullanılan merdivenler, bazı mutfak malzemeleri, panjurlar ve buna benzer daha bir çok malzemenin yapımında alüminyum kullanılıyor. Otomotiv sanayisinde de bolca kullanım alanı bulunuyor alüminyumun örnek verecek olursak radyatör, devir daim pompası, hidrolik fren mekanizmaları, şasi parçaları, bağlantı elemanları, soğutucu sıvı muhafazası ve daha bir çok malzemenin hammaddesi alüminyum. Ayrıca her hangi bir kaza esnasında çeliğe göre iki kat fazla enerjiyi absorbe edebilmesinden dolayı şase yapımında da faydalanılıyor alüminyumdan. İnşaat sektörü de alüminyum ile yolu sıkça kesişenler arasında, şöyle ki dünyada alüminyum tüketiminin beşte biri inşaat sektörü kaynaklı ve köprü - çatı yapımında kullanılan alüminyum listenin başını çekiyor. Özellikle alışveriş merkezlerinin, spor tesislerinin ve stadyumların çatılarının büyük bir kısmı hammaddesi alüminyum olan malzemeler ile yapılıyor. Bütün bunların temel sebebi malzeme olarak alüminyumun hafif, dayanıklı ve kolay işlenebilir olması. Özellikle kolay şekil alabilmesinden dolayı kalıplı imalat sektöründe alüminyum sıkça kullanılmakta.
- 52 kg grafit
- 35 kg alüminyum
- 29 kg nikel
- 20 kg bakır
- 20 kg çelik (bataryanın koruyucu dış kaplamasının yapımı için)
- 10 kg manganez
- 8 kg kobalt
- 6 kg lityum
- 5 kg demir
Tüm bu inşaat, otomotiv ve diğer sektörlerdeki kullanımına baktığımızda görünüşe göre gün geçtikçe otomobil, demir yolları, havacılık sanayi, gemi yapımı, inşaat, iletken teknolojileri, gıda sektörü ve buna benzer sayısız bir çok alan için daha fazla alüminyuma ihtiyaç duyacağımız kesin.
Alüminyum Ve Elektrikli Araçlar
Günümüz lityum iyon batarya teknolojisine göre elektrikli araçların bataryalarının katot kısmındaki kolektörlerde özel bir çeşit alüminyum folyo kullanılıyor. Fakat elektrikli araçların menzillerinden ve de her defasında şarj edilmeye ihtiyaç duyan bataryalarından kaynaklanan endişeler insanları bu araçları satın almaktan alıkoyabiliyor. Çünkü insanlar kendileri için kıymetli olan zamanlarını her defasında şarj için harcamak zorunda kalıyorlar. Bu sebeple hafif olduğu için aracın menzilini uzatacak, tekrar şarj edilmeye ihtiyaç duymayan ve lityum iyon bataryalara göre daha uzun ömürlü bir bataryanın belki de elektrikli araç sektörünü çok daha ileri seviyelere taşıması an meselesi.
Alüminyum Hava Pilleri (Aluminum-Air Battery)
Yazımın bu bölümünden itibaren bahsedeceğim teknolojik gelişmelerle paralel olarak ileriki yıllarda elektrikli araçların bataryalarında alüminyum kullanımının çok daha artacağını düşünüyorum. Şöyle ki son yıllarda yapılan bazı laboratuvar çalışmalarında alüminyum hava pili (Aluminum-Air Battery) denilen yeni bir pil çeşidi ortaya çıktı. Peki alüminyum hava pili nedir?. Kısaca bir alüminyum hava pilinde alüminyum alaşımı bir anot ve katot olarak da hava kullanılmakta. Elektrolit olarak ise günümüz lityum iyon bataryalarında kullanılan zehirsiz bir malzemeden faydalanılıyor. Konuya yabancı olanlar için bir bataryanın içinde farklı malzemelerden yapılan bir anot, bir katot ve bu ikisinin arasında da elektrolit bulunduğunu hatırlamakta fayda var.Alüminyum Hava Pilleri Nasıl Çalışıyor?
Alüminyum hava pilleri aslında bir çeşit yakıt hücresi işlevi görüyor, yani anot kısmında alüminyum katot kısmında da oksijen kullanılıyor. Peki sonuç? çok daha yüksek enerji yoğunluğu ki oran olarak lityum iyon bataryaların neredeyse 8 katından bahsediliyor. Prensip olarak alüminyum oksitlendiği zaman bataryanın anot kısmı elektron yayıyor ve katot kısmı da elektron yaymak için oksijen gönderiyor. Sonuçta da bu süreç boyunca enerji ortaya çıkıyor. Hem daha hafif, hem menzili daha uzun hem de şarj olma ihtiyacı yok, kulağa harika geliyor fakat yazının başında da belirttiğim gibi şimdilik bu söylenenler laboratuvar ortamında yapılan denemelerin sonucu. Alüminyum hava pillerinin avantajları sadece bunlarla sınırlı değil; daha stabiller, üretimi esnasında doğaya daha az zarar veriliyor, daha ucuzlar ve geri dönüştürülebilme oranları lityum iyon pillerden daha yüksek. Alüminyum hava pillerinin şarja ihtiyacı yok, aslında zaten şarj edilemiyorlar. Laboratuvar ortamında yapılan çalışmalara göre bu pillerin her 8000 kilometrede bir değiştirilmesi gerekiyor. İşte burada boyut devreye giriyor. Bu piller klasik lityum iyon pillerin neredeyse yedide bir büyüklüğüne sahip oldukları için 15-20 dakika gibi bir sürede değiştirilmeleri mümkün. Pilin yenilenmesi için değiştirilmesi gereken tek kısım içindeki alüminyum plakalar ki alüminyum da neredeyse %100 geri dönüştürülebilir bir malzeme.
Bilim adamlarının konuya bakış açısı şimdilik değişiklik gösteriyor. "Bu bir mucize" diyen de var "Tam bir palavra" diyen de. Peki bir yatırımcı olarak bizler bu işin neresindeyiz?
Elektrikli Araçların Geleceği ve Alüminyum
İster proje başarılı olsun isterse de mevcut lityum iyon batarya teknolojisi kullanılmaya devam etsin, her iki durumda da dünyada alüminyum kullanımı hızla artmaya devam edecek gibi görünüyor. Şöyle ki aşağıdaki resimde elektrikli araçların üretimi ve kıymetli metallere olan talebin artışına yönelik 2019-2030 yılı tahminleri gösteriliyor.
Görüldüğü gibi bütün metallerde bir talep artışı beklentisi söz konusu. Yatırımcı olarak bu metallerle ilgili işler yapan firmaların incelemeye değer olduğunu düşünüyorum. Yazının şimdilik sonuna geldik, bir sonraki yazıda alüminyum sektöründe faaliyet gösteren şirketleri inceleyeceğim. Sağlıcakla.
