Литий (Lithium)

Из сегодняшнего поста вы узнаете о литии и его изотопах, где применяются, как и где добывается литий. Разберёмся для чего он собственно нужен.

Картинка

Металл, который в 5 раз легче алюминия, очень подходил бы для авиастроения, но к сожалению, это мягкий литий, легко взаимодействующий с газами атмосферы и плавящийся уже при температуре 186 градусов. Разновидность (изотоп) химического элемента под номером три литий 6 — это сырье для производства водородной бомбы. Из него получают тритий — вещество, килограмм которого стоит десятки миллионов долларов.

В России по производству трития работает ПО «Маяк». Сверхтяжелый водород образуется и при работе ядерного реактора. В США тритий тоже вырабатывают, но с этим в последнее время возникают трудности. Приходится добывать этот изотоп водорода из демонтированных ядерных боеголовок ракет. При добыче его из энергетических реакторов случаются утечки из стержней. В Америке стремятся, однако, к увеличению производства сверхтяжелого водорода, готовясь к атомной войне. Выбросы же трития в атмосферу при утечках портят экологию.

*

В природе существует соединение изотопов лития под номерами 6 и 7. Оно довольно устойчиво. Всего же изотопов этого металла насчитывается 9. Они различаются количеством нейтронов в ядре атома. Литий 7 производится в России промышленным способом, этот изотоп необходим для ядерной энергетики как добавка в теплоноситель 1-го контура реактора. Литий очень распространен на Земле, но в то же время является редким. Так как основная часть лития на планете, на данный момент не доступна для добычи. Морская вода например содержит млрд. тонн разбавленного лития, но его добыча очень трудоёмка и нерентабельна.

Картинка

Если соединить литий с водородом, то получится гидрид. Это порошок белого цвета, плавящийся при температуре 692 градуса по Цельсию и реагирующий с водой до воспламенения. Из гидрида лития можно извлекать водород для наполнения воздушных шариков и аэростатов с дирижаблями. Возникает подъемная сила, тянущая эти предметы вверх. Используется соединение лития с водородом и в ядерной энергетике.

Извлекать литий из земной породы трудно. Для этого руду приходится растирать в порошок и обогащать. Затем смешивать с известняком, а далее нагревать в специальных печах, получая гидроокись лития методом выпаривания. Сегодня этот металл идет на производство батареек и аккумуляторов. Много лития в Боливии. Там он находится в солевом растворе под землей. Выкачивая его и выпаривая, получают химический элемент под номером 3. Добывается он и в Чили (46%), а также в Аргентине (26%). Все эти страны расположены в Южной Америке. На другом конце планеты самым крупным поставщиком лития является Китай (6%) и Австралия (6%). По оценкам специалистов из компании «Chemetall», объем доступных мировых запасов лития составляет минимум 28 млн. тонн.

Люди часто просто выбрасывают израсходованные элементы питания радио и прочей аппаратуры. А в них содержится драгоценный литий. Кроме того, наносится вред окружающей среде. Цена его сегодня (химически чистого) свыше трёх тысяч рублей за килограмм. В различных химических соединениях стоимость металла намного меньше, начиная от рубля за 1 кг. В мире идут исследования по разработке утилизации аккумуляторов с наличием лития. За десяток лет, начиная с 2000 года, потребление металла промышленностью увеличилось почти в 2 раза. А к 2025 г он утроится в объемах от сегодняшнего количества добычи.

Природных запасов лития хватит еще где-то на сотню лет. В мире с каждым годом производится всё большее количество электроники, соответственно и элементов питания к ней. Требуется литий и для автомобильных аккумуляторов, а электромобилям он просто катастрофически необходим. Например, одна только Tesla к 2018 г. планирует выпускать до 500 тыс. электромобилей, а одна батарея для автомобиля содержит столько же лития, сколько содержится в батареях 10 тыс. iphone. На Gigafactory Tesla в скором времени будет производить такой же объём литий-ионных аккумуляторов, как и все текущее производство в мире!

Картинка

Литий, это один из исходных, первичных элементов — наряду с водородом и гелием — которые появились в результате Большого Взрыва. Наступит ли время нехватки этого химического элемента? Или люди придумают аккумуляторы, работающие на другом принципе? Пока неизвестно, ученые над этим работают. Секрет Николы Теслы, создавшего аккумулятор, черпающий энергию прямо из вакуума, не раскрыт. Но его устройство действовало неделю, гоняя мотор автомобиля без подзарядки. Как минимум, это достаточно достоверно.

Очевидно, что спрос на литий-ионные аккумуляторы, а следовательно и литий будет очень высок как минимум в течении ближайшего десятилетия. Так как быстро увеличивается выпуск электротранспорта. Однако, нет полной уверенности в том, что этот вид аккумуляторов будет доминировать на рынке электротранспорта, так как на вероятном подходе другие виды батарей.