Kto chce elektromobilności, niech szuka litu

Kto chce elektromobilności, niech szuka litu

Filar elektromobilności – jak dotychczas, bo nie wiadomo, co postęp technologiczny przyniesie nam w niedalekiej przyszłości – stanowią dzisiaj baterie litowo-jonowe, rodzaj akumulatora elektrycznego, w którym jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali, zaś rolę elektrolitu pełnią złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie rozpuszczalników organicznych. Akumulatory tego typu dają napięcie ok. 3,6 V na ogniwo. Technologia ta pozwala na skumulowanie 2 razy więcej energii niż w akumulatorach NiMH o tym samym ciężarze i wielkości. I są w miarę lekkie.
Lit (Li, z gr. λίθος lithos – skała) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 3. W czystej postaci jest miękkim, srebrnobiałym metalem. Należy do grupy metali alkalicznych (litowców). W warunkach standardowych jest najlżejszym metalem i pierwiastkiem o najniższej gęstości w fazie stałej. Jak wszystkie pierwiastki grupy I, jest wysoce reaktywny i palny. W związku z tym najczęściej przechowuje się go w olejach mineralnych, ewentualnie w atmosferze gazów obojętnych (w przypadku litu chodzi o gazy szlachetne – najczęściej argon lub hel). Po przecięciu kawałka litu ma on metaliczny połysk, ale podczas kontaktu z wilgotnym powietrzem ulega korozji, zmieniając powierzchnię na srebrnoszarą, matową, a następnie, wraz z postępem korozji, na całkowicie czarną lub z licznymi czarnymi plamami.
Ze względu na swoją wysoką reaktywność, lit nie występuje w naturze w stanie wolnym, a jedynie w postaci związków, które zwykle mają budowę jonową.
Metoda produkcji i zastosowanie litu na przestrzeni lat zmieniły się kilkukrotnie. Pierwszym głównym zastosowaniem litu były wysokotemperaturowe smary do silników samolotów (i zbliżonych zastosowań) w czasie II wojny światowej, a także w późniejszym okresie. Ten niewielki rynek był zaspokajany przez kilka małych kopalni, działających głównie na terenie Stanów Zjednoczonych. Zapotrzebowanie na lit wzrosło dopiero w czasie zimnej wojny, wraz z produkcją broni jądrowej. Zarówno lit-6, jak i lit-7 tworzą tryt w wyniku bombardowania neutronami, przez co są używane do produkcji trytu. Lit jest też stosowany jako stałe paliwo fuzyjne w postaci deuterku litu. Stany Zjednoczone stały się głównym producentem litu w okresie od późnych lat 50. do połowy lat 80. Pod koniec tego okresu zapasy litu wynosiły około 42 000 t wodorotlenku litu.
Sole litu są pozyskiwane z wód ze źródeł mineralnych, stawów solankowych i podziemnych złóż solanek. Metal jest uzyskiwany przez elektrolizę mieszaniny stopionego chlorku litu i chlorku potasu. W 1998 r. cena litu wynosiła około 95 $/kg.
Światowe możliwe do wydobycia zasoby litu w 2008 r. były szacowane USGS na 13 mln t. Złoża litu znajdują się przede wszystkim w Andach. Chile jest głównym światowym producentem litu, drugim – Argentyna. Oba kraje pozyskują lit z solanek. W Stanach Zjednoczonych lit uzyskiwany jest ze słonych jezior w Nevadzie. Jednakże połowa znanych zasobów litu znajduje się w Boliwii, kraju obejmującego środkowo-wschodnie stoki Andów. W 2009 r. Boliwia negocjowała porozumienie z japońskimi, francuskimi i koreańskimi firmami w celu rozpoczęcia wydobycia tego metalu na terenie kraju. A boliwijska pustynia Uyuni (właściwie solnisko) zawierać ma 5,4 mln t litu[.
Niedawno odkryte złoże w Stanach Zjednoczonych, w Rock Springs Uplift, w stanie Wyoming szacowane jest na 228 000 t. Dodatkowe złoża na tym samym obszarze geologicznym są, metodą ekstrapolacji, szacowane na nawet 18 mln t. Ceny metalu, po spadku z 2008 r. – z powrotem wzrosły w 2012 r. w wyniku wzrastającego zapotrzebowania na rynkach na lit. Światowe zużycie litu może wzrosnąć do 2020 r. nawet do 300 000 t rocznie, z około 150 000 t w 2012 r. Źródłem tego wzrostu ma być rosnące zapotrzebowanie na ogniwa litowo-jonowe – w tempie 25 proc. rocznie. Wzrost ten jest szybszy niż wzrost produkcji litu (wynoszący 4–5 proc. rocznie).
Potencjalnym źródłem litu mogą się okazać źródła termalne. Wody termalne wypłukują lit z minerałów w drodze na powierzchnię, a możliwość odzysku litu z tych wód została dowiedziona w praktyce. Ponieważ lit można oddzielać za pomocą dość prostych technologii filtracyjnych, produkcja litu taką metodą zawiera się w kosztach finansowych i środowiskowych już istniejącego wydobycia wód.
Z badania przeprowadzonego w 2011 r. przez Lawrence Berkeley National Laboratory i University of California, Berkeley wynika, że obecne istniejące zasoby litu nie powinny być czynnikiem ograniczającym produkcję akumulatorów litowo-jonowych na potrzeby rynku samochodów elektrycznych. Badanie z 2011 r., przeprowadzone przez naukowców z University of Michigan i Ford Motor Company wskazuje na to, że istnieją wystarczająco duże zasoby litu, by zaspokoić światowe zapotrzebowanie na ten metal do roku 2100, uwzględniając w tym zapotrzebowanie na lit ze strony szybko rozwijającego się przemysłu produkcji pojazdów hybrydowych i elektrycznych. Badanie to oszacowało światowe zasoby litu na 39 mln ton, a całkowite zapotrzebowanie na lit w ciągu 90 lat na 12 do 20 mln t, w zależności od wzrostu gospodarczego na świecie i rozwoju systemów odzyskiwania metali (recykling)
Lit jest używany także w energetyce nuklearnej.


Podziel się

Skomentuj