Din smartphone er blevet en essentiel del af dit liv. Fra at tjekke mails til at se dine yndlings K-dramaer – vi afhænger af vores mobiltelefoner på flere måder. Disse enheder bruges ikke blot til kommunikation og underholdning, men også til at prale med sin personlighed og stil.
Vores fordybelse i travle kalendere på arbejdet og i fritiden, opretholder vores blindhed over for problematikker, som aldrig bliver nævnt i det almindelige hjem. Med den grønne omstilling, er efterspørgslen på mineraler og metaller tilbøjelig til at stige til vejrs. Men på hvilken bekostning?
I dette blogindlæg kigger vi nærmere på det sjældne og dyre mineral: kobolt. Vi ser på hvordan telefonbatterier af kobolt giver din enhed strøm og hvorfor det er et foretrukket valg. Ydermere kigger vi på hvilke konsekvenser minedriften af dette råmateriale bringer for menneskeheden og miljøet.
Infograf: https://www.cobaltinstitute.org/about-cobalt/cobalt-life-cycle/cobalt-use/
Hvor i smartphones bruges kobolt?
Kobolt i mobiltelefoner findes i lithium-ion batterier, der fungerer som en af de essentielle faktorer når vi køber en mobiltelefon. Kobolt bruges også som en mikroskopisk belægning til kobbertråde, for at forbedre pålideligheden af mikrochips.
Hvilken del af telefonen indeholder kobolt?
For at få en bedre forståelse af, hvordan kobolt bruges i telefonens lithium-ion batteri, skal vi tage et kig på batteriets videnskabelige natur.
Energien i ion-batterier skabes af ionernes bevægelse. For at skabe et elektrisk kredsløb, skal du have en positiv og en negative side. Når vi i vores tilfælde tænder for vores smartphone, sætter vi gang i ionerne.
Ovenstående skematiske tegning viser et simplificeret billede af, hvordan dit lithium-ion batteri ser ud. Disse batterier består af tre bestanddele: katoden, anoden og elektrolytten. Katoden er et lithiummetaloxid i den positive ende, som i kobolt-batteriet er lavet af LiCoO2 (LCO). Anoden er porøst carbon der opbevarer lithium, hvilket fungerer som den negative ende. Alle disse elementer er placeret i en væskefyldt elektrolyt, som frigiver ioner der giver lithium evnen til at skabe energi.
Når kredsløbet er fuldendt, oplades anoden og katoden, og dette får lithium-ionerne til at vandre fra anodens ende til katodens ende. Denne bevægelse er hvad der skal til for, at energien kan drive din enhed. Brugen af kobolt sikrer en høj ledningsevne og en stabil strukturel stabilitet i løbet af opladningen, hvilket giver et bedre batteri.
Hvorfor bruges kobolt i telefoner?
Kobolt er normalt et biprodukt af Kobber og Nikkel minedrift. Lithium-ion batteriet er en af de primære anvendelser af dette materiale og bruges ikke kun i smartphones, men også i andre enheder såsom bærbare computere og elektriske køretøjer der kræver genopladelige batterier.
Dette råmateriale tilbyder den højeste energidensitet og sikrer at katoderne ikke bliver overophedet hurtigt og går i brand, hvilket styrker batterilevetiden. Så når dit smartphonebatteri holder hele dagen på en enkelt opladning, er det takket være koboltens egenskaber.
Hvad er begrænsningerne på et kobolt-batteri?
Du har måske hørt om opladningscyklus, som bestemmer den forventede batterilevetid; for Li-ion batterier er levetiden omkring 2-3 år, hvilket kan oversættes til 300 eller 500 cyklusser af opladning og opbrugt batteri.
(Tjek Trådløs opladning og telefonbatterier: Er trådløs opladning dårligt for batteriet? og Guide til hurtigopladning: Hurtigere strømleveringsprocess, for at lære mere om opladning af dit batteri!).
Over en længere tidsperiode, vil anodens og katodens evne til at overføre og holde lithium-ioner blive svækket. Folk der har en tendens til at vente med at oplade batteriet til telefonen slukker, vil opleve en markant forringelse af batterilevetiden.
I takt med at der introduceres nye funktioner på de nyeste smartphones, kæmper disse batterier med at leve op til de krav, som nyere processer og udvidelser i egenskaber stiller. Kobolt er også et dyrt råmateriale.
Derudover vokser e-affald sig eksponentielt til et problem i dagens digitale verden. International Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) forummet forventer at omkring 5.3 milliarder telefoner bliver kasseret i 2022 (Gill, 2022). Forkert bortskaffelse kan resultere i en udvaskning af materialer såsom kobolt i vores miljø, hvilket er skadeligt for miljøet såvel som vores helbred. Du kan lære mere om e-affald og konsekvenserne af det i vores behjælpelige infografik om at genbruge e-affald.
Hvad er bekostningerne af kobolt i mobilbatterier?
Siden opdagelsen af materialet af den svenske kemiker Georg Brandt i 1739 (Cotton, 2000), er kobolt blevet anvendt i mange forskellige ting såsom hårde permanente magneter med høj koercivitet, højstyrke legeringer til jetmotorer og gasturbiner samt meget mere. På nuværende tidspunkt anvendes kobolt som råmateriale mest i lithium-ion batterier (Spilker, 2022), i takt med at æraen for elektriske køretøjer er i fuld gang og flere batteridrevne produkter udvikles.
Dette råmateriale udgør den dyreste del af lithium-ion batterier, og man har set et stort spring i prisen på materialet i 2018, hvor det kostede omkring $40 pr. pund. Blandt råmaterialer der bruges til katoder, fortsætter kobolt med at være det populære valg og viser en højere volatilitet (Statista, 2022).
Men det handler ikke kun om råmaterialets pris.
Den demokratiske republik Congo (DRC) er top-producenten af kobolt verden over, med et estimeret bidrag på 60-70% til produktionen af kobolt i hele verden (Gun, 2014). Udviklingslande ansætter ofte børn der miner råmaterialer under livstruende forhold. Hverken børn eller voksne betales hvad arbejdet er værd. De anses ofte som håndværksminearbejdere og graver med hænderne efter højkvalitets malm, hvilket fører til adskillige helbredsproblemer undervejs (Kolwezi & Fungurume, 2022).
Mange minearbejdere er også milits-ejet, hvortil de hårde forhold de er underlagt, bliver set gennem fingrene med, af dem der får profit fra deres arbejde. I forlængelse af mineprocessen og raffineringen af arbejdskraftsintensiteten, så eksponerer disse processer også minearbejderne for giftige kemikalier og gasser. Minearbejdernes økonomiske afhængighed af arbejdet i minerne, lader dem ikke modsige den vold og forsømmelse de står over for. The Cost of Cobalt (2021) og Cobalt Hell (2022) er kun to af de mange undersøgende dokumentarer, som viser forfatningen af mænd, kvinder og børn der er ansat til at mine kobolt i DRC.
Den grønne økonomi med kobolt, med blå guld i kernen, præsenterer mange etiske såvel som politiske problemer i udviklingslande. Siddharth Karas bog, Cobalt Red, dykker ned i disse problemer med udtalelser direkte fra det congolesiske folk. Karas undersøgelse afslører både de økonomiske og sociale faktorer, som bidrager til og influerer processen. Lige fra sub-humane mineforhold til endestationen, hvor multinationale virksomheder og korrupte bureaukrater får profit. Med store virksomheder der viser minimal interesse i hvordan materialerne udvindes, er der ikke noget pres på at forbedre forholdene for disse mennesker.
For almindelige mennesker er smartphones ikke mere end en komposition af metaller, plastik og glas, som lader dem holde sig forbundet til omverdenen. Når vi tænker på disse enheder, er vi mere bekymrede for hvordan de virker og hvordan vi kan styrke deres fremtræden med skærmbeskyttere, covers og andet mobiltilbehør. Vi er en uundgåelig del af problemet trods vores støtte til fornyet energi. Når vi giver efter for behovet for den nyeste smartphone, uden at tænke over hvad der sker med vores gamle enhed, bidrager vi til efterspørgslen på råmaterialer som kobolt.
Udover at være på bekostning af mennesker, så har processen i at mine kobolt en betydelig indvirkning på miljøet. Kobolt udvindes gennem industrielle eller mekaniske produktionsmidler og bruger en stor mængde elektricitet, som normalt produceres gennem fossile brændstoffer der kun bidrager yderligere til den globale opvarmning. Den sprængende process der skal til for at få fingrene i metaller og mineraler, forstyrrer plante- og dyremiljøet og bidrager til eutrofiering (Farjana, Huda & Mahmud, 2019).
Stigningen af kobolt-frie telefonbatterier
Det at vi sigter mod grøn energi og genanvendte energikilder, er drivkraften bag brugen af lithium-ion batterier. Vi har dog set hvad prisen for kobolt som et råmateriale er, såvel som hvilken effekt det har på menneskeliv.
Efterspørgslen på kobolt som katode-materialet i lithium-ion batterier, er sat til at blive forøget i takt med udviklingen af elektriske køretøjer; den estimerede over-afhængighed af dette råmateriale, vil føre til en alarmerende grad af udtømning (Searcey et al., 2021). Undersøgelser holder dog fast i at udvikle batterier der ikke afhænger af kobolt eller nikkel, som begge bliver brugt prominent (Muralidharan, Self, Nanda, & Belharouak, 2022).
Den gennemsnitlige pris på kobolt i forhold til andre metaller der bruges i batteriproduktionen, skubber også industrien til at skifte til andre alternativer. Mærker såsom Samsung og Panasonic har proklameret, at de skifter til kobolt-frie batterier (Petrova, 2021). Mens potentialet af kobolt-frie lithium-ion batterier bliver undersøgt og ser lovende ud (Park et al., 2022), forbliver spørgsmålet om hvorvidt man fikser et problem og skaber et andet?
Frem med ændringerne
Motivet bag at udvikle nyere batterier bør ikke først komme, når kobolten løber tør, men hvordan kan man skabe en balance mellem udbud og efterspørgsel? At udskifte et råmateriale med et andet, fører kun til et skift af afhængighed. Det løser ikke nødvendigvis indvirkningen på miljøet eller leve- og arbejdsforholdene for de mennesker, som er involveret i mineprocessen.
I forlængelse af at opretholde menneskerettigheder, for at forbedre den socioøkonomiske status for minearbejderne, skal der også være mere fokus på at minimere de negative effekter som processerne har på miljøet. Overvej at reparere din smartphone frem for at gemme den væk eller smide den ud. Alternativt kan du sælge din gamle telefon og dermed bidrage til en miljøvenlig måde at tjene penge på. Hvis din enhed ikke længere virker, kan du prøve at genanvende den.
Men ansvaret er ikke kun dit. Ansvaret afhænger også meget af producenterne der skal ændre måden hvorpå de designer deres enheder, mens de også har tanke på hvordan den skal håndteres når levetiden er opbrugt. Ved at gøre metaludvinding fra brugte enheder mere muligt, så ville genanvendelse være en levedygtig kilde til kobolt og andre råmaterialer. Ydermere kunne flere producenter introducere programmer der tager imod gamle enheder, for at opfordre til genanvendelse af enhederne. Sådanne bæredygtige programmer er allerede tilgængelige hos smartphone-giganter som Samsung og Apple.