Откъде идва най-важната част на батериите?

Човечеството е на път да забрави фосилните горива. Колкото и пресилено и недостоверно да звучи това твърдение, просто трябва да се замислим, за да достигнем до извода, че движещата сила на планетата от доста години насам е друга. Става въпрос за химичния елемент литий, който се използва за производството на батерии на всякакви устройства. Оказва се, че материалът дава енергия на всичко около нас – от електрическата самобръсначка в банята, през мобилния телефон в джоба, до електромобила в гаража.

Постоянното разрастване на пазара на електроника дава основание на анализаторите да прогнозират 25% ръст в търсенето на литий в следващите няколко години. Но как човечеството ще впрегне силата на най-лекия метал, който избухва в пламъци всеки пък, когато докосне вода? И как въобще се извлича от недрата на земята? На тези въпроси отговаря публикация в технологичното издание Gizmodo.

Името литий идва от гръцката дума за „камък“. Това е третият елемент в периодичната таблица – сребристобял алкален метал, който е толкова мек, че може да бъде разрязан с обикновен нож. Литият е и твърдото вещество с най-малка плътност на Земята, сравнима с тази на боровата дървесина. Заради непоносимостта му към влагата във въздуха, литият обикновено се съхранява в анаеробна среда, покрит с минерално масло, парафин, или друга течност, която отблъсква водата.

Добив

Нестабилното състояние на лития е в основата и на трудното му добиване, което води и до висока цена. Всъщност литият не се открива в свободно състояние в природата, а винаги като компонент в състава на някои скали, солената вода и глината. Дори големите количества (литият е 33-тият най-разпространен елемент) не улесняват добиването на материала.

Най-големите производители на литий са Чили и Аржентина, които контролират 60% от годишния добив на планетата. Австралия и Китай държат други 30%, а останалите 10% се добиват в САЩ и Русия. Американската агенция по екологични изследвания оценява резервните залежи на литий на 13 милиона тона, като повече от половината се смята, че се намират в Боливия.

Исторически погледнато, добивът на литий започва с класическо минно дело. Копаеш дупка, вадиш скалите, които ти харесват, след това ги даваш за обработка, по време на която се извлича ценната съставка. Проблемът е, че що се отнася до лития, процесът е изключително скъп, трудоемък и бавен. Ниското съдържание на метала в скалите означава, че трябва да се изкопаят хиляди тонове скала за добиването на съвсем малко количество литий.

Като по-ефективен през годините се доказва методът за извличане на елемента от солена вода, на който в момента разчитат Чили и Аржентина. Двете страни използват намиращите се в пустинята солени езера, където концентрацията на литий е най-голяма. Процесът включва изпомпването на водата (в някои случаи подпочвена) до големи басейни, където тя се изпарява от слънцето и остава само тиня, глина и сол, от които впоследствие се извлича ценния литий.

Търсене

Съвсем очаквано се оказва, че в момента светът не произвежда достатъчно литий, за да замени голяма част от 900 млн. автомобила с техни електрически аналози, използващи литиево-йонни батерии. „Автомобилните батерии се нуждаят от 100 пъти повече литиев карбонат спрямо батериите на лаптопите, например. Революцията на екологичните автомобили е на път да превърне лития в един от най-ценните в стратегическо отношение материали на планетата,“ коментира Мери Ан Райт от Johnson Controls-Saft – един от производителите на литий.

„За производството на 60 млн. plug-in хибридни автомобила, използващи малки литиево-йонни батерии, е необходимо огромно количество от 420 000 тона литиев карбонат. Това е шест пъти повече от количеството, което се произвежда в света годишно,“ твърди Уилям Тахил, директор по проучването на Meridian International Research. “Не трябва да забравяме обаче, че изцяло електрическите автомобили имат нужда от по-големи батерии, за производството на които ще трябва още повече литий,“ допълва още той.

Откритие

Литият е открит през 1817 г. от шведския химик Йохан Август Арфведсон, който за пръв път изолира метала от кристалната субстанция петалит. През следващите няколко десетилетия мнозина изследователи са вдъхновени от физични качества на метала. През 1855 г. химиците Роберт Бунсен и Аугустус Матиесен откриват начин за утаяване на големи количества литий от литиев хлорид чрез електролиза, което довежда до първото производство на литий през 1916 г. и превръщането му в масово през 1923 г.

Литият е използван през Втората световна война като издръжлива на високи температури смазка за самолетните двигатели. Тогава учените открили, че металът има висока температура на топене и е по-слабо податлив на корозия в сравнение с калциевите смазки, използвани до този момент. Литият играе важна роля и в Студената война, когато литиеви йони са използвани за създаването на тритий, който увеличава ефективността на водородните бомби.

От края на 50-те до средата на 80-те САЩ е доминиращ производител на литий. За около четвърт век Америка успява да натрупа резерв от 42 000 тона литиев хидроксид. През 1976 г. страната задоволява 80% от световното търсене на метала, като доминацията й продължава до 1984 г., когато е открит най-големия залеж на литий - в Чили.

Допълнителна информация за хибридни и електрически автомобили можете да намерите в Automedia.bg