Merhaba, yılın son haftasında Eti maden Kırka Bor işletme müdürlüğünde Lityum Karbonat tesisinin açılması ile Lityum pek çok başlıkta, haberde karşımıza çıktı. TOGG (Türkiye'nin Otomobili Girişim Grubu) başta olmak üzere tüm elektrikli otomobillerin, mobil telefonların, elektrikli araçların bataryalarında ve elektrikle çalışan aletlerin pillerinde kullanılan lityumun, Türkiye'de ilk defa yerli olarak bordan üretilecek olması haberi hepimizi oldukça sevindirdi. Önümüzdeki 2-3 yıl içinde 500 tonluk kapasiteye ulaşarak ithal ettiğimiz bir ürünü Türkiye’de üretir hale gelmiş olacağız.
Son yıllarda elektrikli otomobillerin gündemde olması, bu araçlar için batarya talebini de artacağı görünmektedir. Batarya talebinin artması, bataryanın ana hammaddelerinden olan lityum ve vanadyum talebini de artıracaktır. Görünen talep artışının karşılanması amacıyla, gelişmiş ülkeler, hammadde kaynakların araştırılması ve mevcut kaynakların değerlendirilmesi konusunda çalışmalar yürütmektedir Lityum karbonatın tonu 20000 dolar civarındadır. Dünyada da çok yaygın bulunmayan, bazı ülkelerde üretilen bir elementten bahsediyoruz.
Bu yaz, Eti Maden Kırka Bor İşletme Müdürlüğü’nde gerçekleştirdiğim stajımın esnasında, başka bir gezegende gibi hissettiren beyaz kum tepelerle dolu kocaman tesiste Penta birimleri arasında karışık bir sürü prosesi oturtmaya çalışıyor, deniz halüsinasyonu yaratan atık su göletlerini bir manzaraymış gibi seyrediyordum.
12 Ton hammadde bölgeden alındıktan sonra, 3 tonuyla cevher üretilir. Gerçekte 1 tonu sanayide kullanılabilir boraks penta dediğimiz rafine ürüne dönmüş olur. Yani 500 gramın yaklaşık yarısı 220 gr penta üretilir, 215 gr da katı atık çıkar bu prosesi yaparken aynı şekilde sulu bir işlem olduğu için proses yaklaşık 70 gr da atık sıvı oluşturur. Bu atık sıvı ve katı atığı tesisteki atık su göletlerinde depolanır.
Atık göletlerinin nereye kadar böyle devam edeceğini düşündüğümde, pek tabii bu sorun gibi görünmeyen soruna bir çözüm lazımdı. Staj defterime bu konuyla ilgili bir cümle not almıştım: Bor üretimindeki atıklardan biri olan kildeki 1000 ppm lityumun değerlendirilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır.
TOGG Fabrikasındaki batarya üretim sorunun bu atık göletlerden kazanacağımız Lityumdan elde edebilmek harika bir atık yönetimi örneği oluşturacaktı.
Peki lityum neydi, nelerde kullanılıyordu ve nelerde kullanılabilirdi?
Bu günlerde Lityumu duyduğum iki kaynağı düşününce oldukça absürt geliyor. Biri elbette bu haberler, diğeriyse bir dizi.
Lityum tuzları Bipolar bozukluk tedavisinde, duygu durum dengeleyici olarak kullanılmaktadır. Geçtiğimiz haftalarda, netflixte ‘‘Spinning Out” adında bu konuyu merkez alan bir dizi izledim. Ana karakter Kat, buz pateninde performansı sırasında atlama yaparken kaza geçiriyor, bunu atlatmaya ve kariyerine devam etmeye çalışıyordu ancak lityum almayı bırakana kadar bunu yapmayı başaramadı. Sonrasında da ilacı bırakmış olmasının sonuçları çok daha farklı oldu. Daha fazla spoiler vermeyeyim :)
Bu dizide de bahsi geçen Lityumun hem depresyon hem mani üzerinde etkisi olsa da manik dönem üzerindeki etkisi daha belirgindir hatta kritiktir. Kullanılmadığındaki dönemde hastalar sonrasında o dönemde yaptıklarını unutabilir bile. Lityum ayrıca depresyon tedavisinde öteki antidepresanların etkisini güçlendirmek için de kullanılmaktadır.
Bu konuda, Evanescence’nin Lithium şarkısının karmaşık duran melankoli sözlerini, Grubun vokalisti ve bu şarkının söz yazarı Amy Lee açıklarken bu ilacı hiç kullanmadığını belirtmiş ve şarkıda mutsuzluğu lityumla tanımladığını ifade etmiştir.
Şarkıyı bu linkten dinleyebilirsiniz: https://www.youtube.com/watch?v=PJGpsL_XYQI
Ve bir başka şarkıda Nirvana grubuna ait. Sakinleştiricilerle yaşamına devam eden birinin ağzından çıkmış sözleri anlatan bu şarkıda grubun vokalisti ve şarkının söz yazarı Kurt Cobain kendini anlatmaktadır. Şarkıyı bu linkten dinleyebilirsiniz: https://www.youtube.com/watch?v=pkcJEvMcnEg
Lityumun diğer kullanım alanlarına gelelim şimdi de. En önemli iki bileşiği karbonat ve hidroksit şeklindedir. Lityum karbonat, cam ve seramik zırh işleminde kullanılmaktadır. Yüksek parlaklık, dayanıklılık sağlayarak, kimyasal mukavemeti artırmaktadır.
Lityum hidroksit monohidrat hayvansal yağlarla reaksiyona sokularak lityumlu gres yağı üretilebilmektedir. Üretilen bu gres, yağın kalıcı özelliği ile suya ve ısıya karşı direncini artırarak askeri ve endüstriyel kullanım değerini yükseltmektedir.
Lityum klorit klima ve endüstriyel kurutucularda, kuru pil bataryalarında ve kaynak, pirinç kaynaklarında kullanılmaktadır. Lityum hidroksit alkali bataryalarda kullanılmaktadır. Lityum ayrıca diğer tuzlarla birlikte tıp dışında kozmetik, boya, waks ve diğer birçok endüstriyel üründe kullanılmaktadır. Buradan da görüleceği gibi geniş olarak endüstride kullanılmaktadır
Ayrıca Lityum, Lepidolit camın ergimesini düşürerek viskozitesini artırır ve çalışabilirliğini iyileştirir, kırılganlığını düşürür. Spodümen ve petalit seramik karışımına direkt katılabilmektedir. Lityum ve alüminyumdan el de edilen alaşım sayesinde uçak gövdeleri bir zırh gibi kaplanabilir. Ayrıca bakırdan açığa çıkan zehirli gazların bertaraf edilmesinde de bu elementten yararlanılır.
Pil- batarya endüstrisi ise lityumun kullanım alanı olarak en çok bilinen sektörüdür. Lityum pillerin kullanımının artma sebebi enerji depolanmasının kolay ve maliyetinin düşük olması yanında diğer pillere göre daha hafif olabilmesindendir. Lityum iyon bataryanın güç çıkış üstünlüğü alkali pillere göre iki kat fazladır. Bu da talebi artıran faktörlerdendir.
Lityum iyon pilleri ikincil pillerdir yani deşarj olduktan sonra tekrar şarj edilerek kullanılabilen elektrokimyasal hücrelerdir. Diğer ikincil pillerle (gümüş-çinko, nikel-çinko, nikel-hidrojen) karşılaştırıldıklarında sergiledikleri avantajlarsa kısaca uzun ömürlü, geniş çalışma sıcaklık aralığı, çabuk şarj olabilme kabiliyeti, uzun raf ömrü denebilir.
Lityum iyon piller sergiledikleri yüksek enerji yoğunlukları ve toksik olmamaları nedeniyle cep telefonu, diz üstü bilgisayarlar ve küçük ev aletlerinde ve salgıladıkları düşük seviyedeki CO2 gazı salınımı sebebiyle de çevre bilincine sahip tasarımcılar ve tüketiciler tarafından tercih edilmektedirler.
Sonuç olarak şarj edilebilen tüm bataryalarda lityumun kullanıldığı söylenebilir. Yani kalp pili, saat pili, şarj edilemeyen tek kullanımlık pillerde de lityum mevcuttur. Aküler, klimalar, motor yağı, uçak gövdesi, bisiklet iskeleti, seramik ürünler, nükleer reaktörler, kurutucular ve radyo frekans vericilerinde de lityuma rastlanır.
Tesla Gigafactory'den de bahsetmeden geçemeyeceğim. Tesla'nın misyonu, giderek daha uygun fiyatlı elektrikli araçlar ve enerji ürünleri yoluyla dünyanın sürdürülebilir enerjiye geçişini hızlandırmaktır. Üretimi yılda 500.000 arabaya çıkarmak için, Tesla tek başına bugünün tüm dünya çapında lityum iyon pil tedariğine ihtiyaç duyacak. Tesla Gigafactory ihtiyaçtan doğdu ve Tesla'nın öngörülen araç talebini desteklemek için yeterli pil tedarik edecek. Bugün Gigafactory, Tesla'nın enerji depolama ürünleri Powerwall ve Powerpack'e ek olarak Model 3 elektrik motorları ve pil paketleri üretiyor.
Tesla Gigafactory'nin dünyanın en büyük binası(558,000m2 alan-Boeing uçak fabrikasından sonra hacim bakımından dünyanın en büyük ikinci fabrikası) ve tamamen yenilenebilir enerji kaynaklarıyla güçlendirilmesini bekliyor.
Tamamlandığında net sıfır enerji fabrikası olacak şekilde tasarlanan tesis, öncelikle güneş enerjisiyle çalıştırılacak. Fabrika son teknoloji bir geri dönüşüm sistemine sahip, tüm eski pillerin geri dönüşümünü yapabilecek kapasitede olacak. Bir diğer detayda Bloomberg'den bir rapora göre içerideki konferans salonlarına şirketin pil üretirken kullandığı kimyasal elementlerin isimleri numaraları verildi. Lityum, kobalt, nikel, alüminyum ve silikon gibi...
2018'in ortalarında Gigafactory 1'deki pil üretimi, yaklaşık 20 GWh'lik yıllık bir orana ulaştı ve bu da onu dünyanın en yüksek hacimli pil fabrikası haline getirdi. Tesla şu anda kWh cinsinden diğer tüm otomobil üreticilerinin toplamından daha fazla pil üretiyor. Üretimi hızlandıran Gigafactory ile Tesla'nın pil hücrelerinin maliyeti, ölçek ekonomileri, yenilikçi üretim, atıkların azaltılması ve çoğu üretim sürecini tek bir çatı altında konumlandırmanın basit optimizasyonu sayesinde önemli ölçüde düşecektir.
Model S‘in piyasaya çıkışı ile birlikte problem menzil de değil performans da değil. En önemli sorun maliyetlerin yüksekliği. Maliyetlerin yüksek olmasının en büyük sebebi ise piller. Pillerin maliyetini düşürerek Tesla, ürünleri daha fazla insanın kullanımına sunarak, dünyayı sürdürülebilir enerjiye geçişte mümkün olan en büyük etkiyi yaratmamıza olanak tanıyor.
Bir elektrikli otomobil bataryası ne kadar enerji tutabiliyorsa tek şarj ile o kadar uzağa gidebiliyor ve bataryası o kadar uzun ömürlü oluyor. Bataryaların enerji kapasitesi kWh cinsinden ölçülüyor ve kWh başına maliyetler en önemli kalem. Uzmanlar kWh başına 150$ maliyet rakamına inildiğinde fosil yakıtlı arabaların artık ekonomik olarak mantıksız olacağı ve devrimin resmi olarak gerçekleşeceği görüşünde. Konuyu kaynağından dinlemek isterseniz aşağıda Elon Musk ve CTO Jb Straubel'in 2016 da GigaFactory tanıtımındaki konuşmasını altyazılı bulabilirsiniz.
Elon Musk, Tesla'nın bir sonraki Gigafactory ürününü Avrupa'da Berlin'de kurmayı planlıyor, bu fabrikaya pil üretiminin yanı sıra otomobil üretimini de entegre edilecek.
Lityum iyon pillerin kuşkusuz piyasada önemli bir rolü olacak, TESLA dan sonra otomotiv sektöründeki firmaların hepsinin elektrikli otomobil yönünde atılımlarını hızlandırdığı düşünülürse. Ülkemizde de ilk lityum-iyon pil fabrikasının temeli atıldı, ASPİLSAN'ın Kayseri'de kuracağı tesisin 25 bin metrekarelik alanda kurulacağını ve yaklaşık bir yılda tamamlanmasının planlanıyor.(Anadolu Ajansı, Kasım 2020)
Yayınlamayı planladığım ilk yazım bu değildi ancak gündemde fazlaca olan bir konu olması sebebiyle bunu öne aldım. Araştırması ilginç olan, şarkılı, dizili ilk blog yazımı beğendiyseniz okumasını istediğiniz herkesle paylaşmanızı, eklemek istediğiniz başka bilgiler ve varsa önerilerinizi yorumlarda yazarsanız çok mutlu olurum. Okuduğunuz için teşekkürler.
Hepinize sağlıklı günler dilerim :)
Yazan: ESRA ÖZGÜVEN
KAYNAKÇA
https://tr.wikipedia.org/wiki/Lityum
https://www.youtube.com/watch?v=38-kY3Nbxbc
Geleceğin Petrolü Lityum mu, Mehmet Ulusoy, TMMOB Metalürji Sayı:178, Şubat 2016
Dünyada ve Türkiye'de Lityum, Yusuf Ziya AKGÖK, Mesut ŞAHİNER, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 2017
http://teslaturk.com/gigafactory/
Lityum İyon Pil Teknolojisi, B. Deniz POLAT, Özgül KELEŞ, TMMOB Metalürji Teknik Yazı
https://www.aa.com.tr/tr/bilim-teknoloji/turkiyenin-ilk-lityum-iyon-pil-uretim-tesisinin-temeli-kayseride-atildi-/1993400
https://onedio.com/haber/elon-musk-cildirmis-olmali-tesla-nin-uzun-vadeli-vizyonu-gigafactory-hakkinda-ogrenince-inanamayacaginiz-21-gercek-796934
https://www.cnnturk.com/teknoloji/tesla-gigafactory-ile-tanisin