Většina automobilek (a zbytku světa) se snaží zvyšovat prodeje elektromobilů. Zároveň ovšem výrobci v posledních době řeší těžkou otázku: jak si zajistit dodávky materiálů nutných k výrobě elektromobilů. A to ještě ze zdrojů, které nenesou geopolitická rizika či etické stigma (tedy třeba materiálů vytěžených s pomocí dětské práce). Jedním z nich je mangan. Výroba jednoho elektrického auta vyžaduje podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) šestkrát více kovů než výroba vozu se spalovacím motorem. Auta už nebudou spotřebovávat suroviny za provozu, ale při svém zrodu. Ale které? Nezbytností bude nepochybně lithium a železo, to je jasné. V dalším sledu stojí však celá řada dalších kovů, o jejichž osudu není rozhodnuto. Jedním z nich je i relativně skromný a nenápadný mangan.
Špatné vzpomínky, světlá budoucnost ? Autoprůmysl bude v dohledné době potřebovat všechny baterie, které budou k mání. Jejich vylepšené modely s vysokým obsahem manganu by si tak mohly najít své místo na trhu snad jako středně drahá varianta mezi lithium-železo-fosfátovou chemií užívanou v levnějších vozech a „prémiovými“ bateriemi bohatými na nikl uplatnitelnými ve špičkových luxusních a sportovních modelech. Zájem o ně v poslední době pomohl probudit i Elon Musk při březnovém otevření továrny Tesla Gigafactory v Berlíně. Když dostal otázku na to, jak vidí využití grafenu v bateriích, nakonec od této vzácné formy uhlíku úplně odběhl a řekl: „Myslím, že zajímavý potenciál má mangan.“ Znovu tak upozornil na to, co už lze sledovat několik let: odklon výrobců od kobaltu a nyní i od niklu: „V konečném důsledku potřebujeme desítky, možná stovky milionů tun. Takže materiály používané k výrobě těchto baterií musí být běžné, jinak je nemůžete škálovat,“ řekl Musk. Jiné automobilky k problému přistupují podobně. Například Volkswagen je odhodlán snížit náklady na baterie o polovinu u základních modelů a o 30 % u vozů střední cenové kategorie. Aby toho dosáhl, představil univerzální „unifikovaný článek“, který může v rámci univerzální „kostry“ využívat různé druhy bateriové chemie. Podle firmy se tak přibližně 80 % nových baterií Volkswagen obejde bez drahého niklu a kobaltu ve prospěch levnějších a hojnějších katodových materiálů — potenciálně včetně manganu. Jde o baterie podobné těm, které jak Volkswagenu, tak Tesle dodává čínská společnost Contemporary Amperex Technology (CATL). Mimochodem, agresivní snaha Volkswagenu přesunout výrobu baterií na vlastní linky dosti zaskočila jeho současné dodavatele, tedy jihokorejské společnosti LG Energy Solutions a SK Innovation. Volkswagen se snažil situaci urovnat prohlášením, že stávající smlouvy na baterie dodrží.
Vyhnout se úzkém u hrdlu Proč tolik materiálů, typů a chemie? A proč mangan? Vše závisí na tom, co odborníci uvádějí jako hrozící, limitující faktor urychlení revoluce v oblasti elektromobilů: pomalé tempo výroby baterií i těžby a produkce surovin pro jejich výrobu. Mangan je hojně rozšířený, bezpečný a stabilní. Baterie s manganovými katodami se však výkony nepřibližují těm bohatým na nikl. Kupci prvních vozů Nissan Leaf by o tom mohli vyprávět: Nissan, který neměl v roce 2011 žádné dodavatele ochotné nebo schopné dodávat baterie ve velkých objemech, byl nucen vyrobit vlastní baterie z oxidu manganičitého se specifickou strukturou (tzv. spinelovou). Tyto energeticky „chudé“ baterie měly kapacitu pouhých 24 kWh, což vozu poskytovalo dojezd pouze necelých 120 km. Navíc se jejich vlastnosti rychle zhoršovaly, zejména v teplejších oblastech světa, a zákazníci si začali stěžovat. (Nepomohlo ani to, že Nissan auto dovybavil systémem, který by dokázal hlídat teplotu baterie.) Upravená baterie „Lizard“ z roku 2014 měla vyšší kapacitu 40 kWh, ale problémy s životností přetrvávaly. Zájemci o elektromobily ovšem vyžadovali výkon a dojezd, což zase znamenalo špičkové baterie s co nejvyšší energetickou hustotou. To znamenalo používat kobalt, který je obvykle vedlejším produktem těžby niklu a mědi a patří mezi nejdražší v bateriích používané prvky. V produkci kobaltu ale dominuje Demokratická republika Kongo, spojovaná s dětskou prací v dolech a dalším porušováním lidských práv. Z celé řady důvodů (cenových, geopolitických, etických, bezpečnostních, strategických) — a také proto, aby se autoprůmysl pojistil proti případnému selhání toho či onoho přístupu — pouští se toto odvětví do diverzifikace bateriových technologií. Místo jednoho chodu, který by mohl stačit a chutnat všem, se tedy dnes připravuje bufet s bohatým výběrem. Automobilky už přecházejí na lithium- železo-fosfátové (LFP) baterie vynalezené v 90. letech, které nevyžadují nikl ani kobalt, pouze větší množství železa a fosfátu. Baterie s vysokým obsahem manganu, o kterých Musk a Volkswagen mluví dnes s takovým zápalem, by mohly být dalším nabízeným chodem. Vyžadují menší množství niklu a vůbec žádný kobalt a zdá se, že by mohly být cenově dostupné: podle analytiků společnosti Roskill, kteří byli citováni na Power Day Volkswagenu, by tato technologie mohla vést ke snížení nákladů na katodu o 47 % na kWh oproti konstrukcím bohatým na nikl. Volkswagen proto uvažuje o manganu jako o potenciálním řešení pro běžné modely, o LFP pro vozidla nižší třídy nebo trhy a o vysoce výkonných baleních na zakázku pro značky jako Porsche, Audi, Bentley nebo Lamborghini. Výrobci by mohli kompenzovat nižší náklady na manganové katody mírně zvětšenými bateriemi, aby se dojezd vozů střední třídy přiblížil dojezdu elektroaut třídy nejvyšší. Ještě v roce 2020 na Dni baterií společnosti Tesla vyjádřil Musk optimismus ohledně využití tohoto prvku: „Je relativně jednoduché udělat katodu, která je ze dvou třetin tvořena niklem a z jedné třetiny manganem, což nám umožní se stejným množstvím niklu vyrobit články s až o 50 % větší kapacitou.“ Zavádění vylepšených článků ale není přímočaré a jednoduché, jak ví nepochybně i Elon Musk, který se například dlouhodobě snaží uvést na trh také dva roky slibovaný velký válcový článek 4680. Baterie s vysokým obsahem manganu však stále ještě neprokázaly svou životaschopnost v běžném provozu. Ovšem gigantické rozměry překážek na cestě k elektromobilitě výrobcům automobilů nedávají jinou možnost než si rozšířit repertoár. /jj/
