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危机尚未结束
之后,随着回收再利用技术和不依赖稀土的产品开发的进步,中国的稀土价格逐渐回落。2014年,世界贸易组织(WTO)认定中国实施的出口限制违规。2015年1月,中国政府做出了撤消出口限制的决定。
但稀土等稀有元素的危机并未就此结束。稀土只是31种稀有金属中的一部分,其他元素也完全有可能遇到出口限制之类的问题。
锂也是一种常用的稀有金属,主要应用于电池。开发锂电池的目的,是为了满足手机和笔记本电脑对于高容量、小型电池的迫切需求。1991年,索尼在全球率先实现了锂电池的商品化,横扫了整个市场。不仅是移动设备,还得到了固定式电池和车载电池等广泛用途的采用。富士经济预测,到2018年,全球锂电池市场将扩大到2万亿日元的规模。
日本的锂全部依靠从南美等地进口。随着市场扩大,确保未来资源供应和成本问题逐渐显现。
而且,锂电池除了锂之外,还使用另一种稀有金属——钴。NTT设施综合研究所的调查显示,利用现行技术生产1辆纯电动汽车(EV),大约要使用20kg的锂和大约40kg的钴。即便把全球的产量都供应给EV,每年产出的锂只够700万辆车使用,而钴仅够100万辆车使用。随着再生能源的普及,如果大型蓄电池的需求增加,资源枯竭和价格暴涨不可避免。
面对这种情况,政府不能袖手旁观。作为国家的危机管理措施,开发摆脱稀有元素依赖的技术——从2008年开始,日本启动了名为“元素战略项目”的全国性研究项目。后锂电池的开发也是项目之一。
该项目提出用钠来替代锂。在元素周期表上,钠就在锂的下方,性质与锂相似。钠最大的好处是在海水等资源中含量丰富,是“取之不尽”的元素。
不过,钠离子电池的开发却长期不受关注。“用钠做电池,根本行不通”,尽管材料的性质与锂相似,但材料化学专家之间依然存在这种认识。离子电池是利用离子在正极与负极之间的移动进行充放电的。在这个过程中,离子需要顺畅地进入正极与负极的材料之间。钠离子的体积大约是锂离子的两倍,很难进入电极材料,按照一般观点,钠离子无法在实用中实现充放电。因此,直到1990年代,研究人员都几乎忽视了钠离子电池。
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