India heeft weinig exploiteerbare opties om lithium te produceren, het belangrijkste metaal voor de huidige generatie batterijen voor elektrische voertuigen, maar de oostelijke jungles bevatten grote voorraden bauxiet, het erts dat wordt gebruikt om aluminium te maken.
Een streven om de afhankelijkheid van geïmporteerde materialen te verminderen technologie, vooral uit China, dwingt India ertoe te investeren in een batterijtechnologie waarbij aluminium in plaats van lithium als belangrijkste ingrediënt wordt gebruikt. Indian Oil Corp., de grootste olieraffinaderij van het land, heeft samengewerkt met startup Phinergy Ltd. om de aluminium-luchtbatterij van het Israëlische bedrijf te ontwikkelen.
India heeft weinig bruikbare opties om lithium te produceren, het belangrijkste metaal voor de huidige generatie batterijen voor elektrische voertuigen, maar de oostelijke oerwouden bevatten grote voorraden bauxiet, het erts dat wordt gebruikt om aluminium te maken.
"Lithium is schaars in het land en we zijn op zoek gegaan naar een element dat overvloedig beschikbaar is als natuurlijke hulpbron", zegt Indian Oil R&D-directeur SSV Ramakumar.
India behoort tot de top 10 van bauxietproducenten. Het heeft volgens de US Geological Survey ongeveer 600 miljoen ton van het erts in bewezen reserves, hoewel het Indiase ministerie van mijnbouw schat dat onaangeboorde hulpbronnen vele malen groter kunnen zijn. Bovendien heeft het land in de loop der jaren zwaar geïnvesteerd in de productie van aluminium om de op één na grootste aluminiumsmelter ter wereld te worden.
"De speciale overweging hier is duidelijk dat aluminium beter verkrijgbaar is dan lithium", zegt James Frith, hoofd energieopslag bij BNEF in Londen. "Maar met de steeds dalende prijzen van op lithium gebaseerde systemen, zullen ontwikkelaars onder druk komen te staan om nichetoepassingen te vinden waar aluminium-zuurstof voet aan de grond kan krijgen."
Een aluminium-luchtbatterij zou op drie andere cruciale manieren voordelen kunnen behalen ten opzichte van zijn lithium-ion-rivaal, zei Ramakumar: het is mogelijk goedkoper, voertuigen die het gebruiken, hebben een groter bereik en het is veiliger.
Batterijen verwisselen
De batterij werkt door elektriciteit af te tappen die wordt opgewekt wanneer aluminiumplaten reageren met zuurstof in de lucht. Het heeft een van de hoogste energiedichtheden voor een batterij. Maar het systeem heeft een aantal nadelen die het sinds de introductie ervan in de jaren '1960 van een grootschalig gebruik hebben weerhouden.
De belangrijkste daarvan zijn de materiaalkosten die aan de batterij moeten worden toegevoegd om te voorkomen dat de stroom uitvalt en het feit dat de cellen niet kunnen worden opgeladen. In plaats daarvan is het plan van Phinergy dat gebruikers snel een nieuwe batterij kunnen inwisselen en de gebruikte naar een recyclingfaciliteit kunnen sturen.
Het duurt slechts drie minuten om de batterij te vervangen, ongeveer de tijd die nodig is om te tanken bij een tankstation, zei Ramakumar. De brandstofretailer is van plan zijn netwerk van tankstations te gebruiken als wisselpunten.
Ter vergelijking: lithium-ionbatterijen bevatten vaak gevaarlijke materialen die giftig kunnen zijn als ze niet op de juiste manier worden weggegooid, waardoor ze moeilijker te recyclen zijn. Volgens een schatting van BloombergNEF zal in 2035 de wereld ongeveer 4 miljoen ton Li-ion-batterijen hebben verzameld die het einde van hun levensduur hebben bereikt.
Lithium is al verankerd in de EV-markt en absorbeert de meeste onderzoeksdollars, met veel potentiële uitdagers op basis van natrium, magnesium of aluminium die zich richten op kleinere segmenten zoals back-upstroomsystemen, energieopslag of transport met laag vermogen, zoals vorkheftrucks.
Maar de vraag naar zowel elektrisch vervoer als opslag van hernieuwbare energie betekent dat India een markt kan bieden die groot genoeg is voor aluminium-luchtbatterijen om een rol te spelen. Volgens BNEF zal de vraag naar batterijen in 185 stijgen tot maar liefst 2035 gigawattuur.
Amara Raja Batteries Ltd., India's grootste producent van loodzuurcellen, onderzoekt bestaande op lithium gebaseerde technologieën als een "next growth engine", maar ziet ook mogelijkheden voor het ontwikkelen van alternatieven, Vijayanand Samudrala, de president van nieuwe energie van het bedrijf
"Ik denk niet dat er een laatste woord is over de volwassenheid van de technologie, ik zie in de komende tien jaar minstens twee of drie generaties technologieverschuivingen plaatsvinden op het gebied van batterijen", zei hij.
Indian Oil heeft begin 2020 een strategische investering gedaan in Phinergy, en de 30,000 tankstations van het Indiase bedrijf kunnen "dienen als infrastructuur voor de inzet van Phinergy's technologie", zei het Israëlische bedrijf in een e-mail.
De systemen van Phinergy zijn door telecombedrijven getest op back-upstroom bij zendmasten en andere locaties. Het bedrijf, dat eerder dit jaar $ 60 miljoen ophaalde uit een beursgang in Tel Aviv, heeft een testauto laten rijden met een aluminium-luchtbatterij om het lithium-ion-accupakket van het voertuig opgeladen te houden, waarvan het zegt dat het een bereik van 1,750 kilometer zou hebben. .
Om de levensvatbaarheid van grootschalig gebruik in India te beoordelen, voeren autofabrikanten Mahindra en Mahindra Ltd., Maruti Suzuki India Ltd. en Ashok Leyland Ltd. voertuigtests uit die naar verwachting bijna een jaar zullen duren. Als er voldoende vraag is, zijn Indian Oil en Phinergy van plan om een fabriek op gigawattschaal op te zetten om de batterijen in India te maken, zei Ramakumar.
Succes zou de inspanningen van premier Narendra Modi helpen om drie urgente problemen voor het land aan te pakken: het verminderen van de vervuiling, het verminderen van de invoer van grondstoffen en het creëren van banen.
India's afhankelijkheid van fossiele brandstoffen heeft het tot 's werelds derde grootste uitstoter van broeikasgassen gemaakt en zijn steden staan regelmatig bovenaan de ranglijst voor vervuilde lucht, waardoor honderden miljoenen burgers het risico lopen op longziekten en vroegtijdige dood. De overheid heeft ook bedrijven aangespoord om de importrekening te verlagen en de zelfvoorziening te vergroten. Indian Oil is de grootste importeur van ruwe olie in het land.
De raffinaderij heeft zich aangesloten bij grote oliemaatschappijen, waaronder Royal Dutch Shell Plc en BP Plc, bij het streven naar schone energie, nu regeringen de emissievoorschriften aanscherpen.
“We zien onszelf niet langer als louter een oliemaatschappij. We willen naar voren komen als een energie-niveau speler, die alle vormen van energie levert,” zei Ramakumar. “Alle toekomstige brandstoffen moeten een gemeenschappelijk motief hebben: India zelfvoorzienend maken.”