V našem každodenním životě jsme závislí na lithiu více než kdy předtím, především ve formě lithium-iontových baterií. Každý den používáme počítače, telefony, lodě a auta s těmito bateriemi. Většina z nás však netuší, odkud lithium pro tyto baterie pochází.
Když se blíže podíváme na to, jak ho těžíme, odkud pochází a na dopady procesu těžby, všichni si lépe uvědomíme baterie, které pohánějí naše životy.
Co je to vlastně Lithium?
Přirozeně se vyskytující chemický prvek, lithium (Li) je měkký, lehký kov. Ve skutečnosti je to nejlehčí kov a má tak nízkou hustotu, že plave na vodě. Je to však alkalický kov, což znamená, že je vysoce reaktivní. Pokud ji tedy pustíte do vody, obvykle vzplane v červený plamen. Je také dostatečně měkký, že jej můžete krájet nožem.
Li je kritickou součástí uvnitř lithium-iontových baterií, které uvidíte v mnoha RV, laptopech a chytrých telefonech. Tyto baterie jsou také skvělé pro elektrická vozidla, protože jsou lehké, účinné, rychle se nabíjejí a udrží nabití po dlouhou dobu. Některé typy skla a oceli navíc obsahují malé množství této lehké chemikálie a můžete ji vidět na seznamu složek v některých lécích na vyrovnání nálady.
Tento alkalický kov existuje po eony, ale teprve nedávno se stal důležitým v našem každodenním životě. Před více než sto lety ji objevil švédský vědec. V posledních několika desetiletích hrála v technologii zásadní roli a hrozí, že bude vzácná.
Odkud pochází lithium?
Lithium pochází ze solanky a tvrdé horniny. Ložiska solanky se nacházejí v solných jezerech. Sběr solného roztoku je běžnější metodou extrakce, ale obecně poskytuje lithium nižší kvality. Těžba tvrdých hornin vyžaduje geologické průzkumy a vrtání v hornině, což může zvýšit náklady, ale také často vede k vyšším hodnotám.
Lithium je těžké extrahovat, protože je obvykle ve stopových množstvích a na náročných místech. Například ve vodonosných vrstvách pod solnými pouštěmi v Jižní Americe jsou relativně vysoké koncentrace. Kromě toho tento prvek obsahuje také mořská voda a různé druhy hornin.
Bez ohledu na místo se lithium musí těžit, aby se oddělilo od jeho přírodních zdrojů. Procesy sklizně jsou nákladné a náročné na zdroje.
Jak se těží lithium a kde?
V solných pouštích, jako jsou ty v Jižní Americe, horníci čerpají solanku bohatou na lithium z podzemních vodonosných vrstev a do nádrží. Sluneční světlo odpařuje vodu a zanechává slaný zbytek, který jde do zpracovatelského zařízení.
Dalším způsobem, jak jej získat, je použití tradičních těžebních technik k jeho odstranění z horniny v otevřených jámách. Tento způsob těžby rudy je nejrozšířenější v Austrálii.
Tým výzkumníků nedávno vyvinul elektrochemický článek pro získávání lithia z mořské vody. Jde o vzrušující vývoj, protože oceán obsahuje asi 5,000krát více tohoto vzácného prvku než země. Mořská voda bohužel obsahuje extrémně nízké koncentrace prvku, které bylo dosud obtížné využít.
Je těžba lithia šetrná k životnímu prostředí?
Lithiové baterie jsou často úzce spojeny se „zelenou“ technologií. Procesy těžby však mají kolem sebe určité ekologické problémy a jsou podobné těžbě uhlí, ropným vrtům a frakování.
V Tibetu došlo k několika incidentům, kdy toxické chemikálie znečistily toky a způsobily masivní úhyny ryb. Je také možné, že škodlivé chemikálie, včetně rozpouštědel, by mohly uniknout do zdrojů pitné vody.
I v nejbezpečnějších podmínkách vyžaduje těžba lithia spoustu vody. K extrakci jedné tuny lithia potřebujete až půl milionu galonů vody. Jako jasný příklad tohoto problému uvažujme těžební operace v solných pouštích Chile, kde spadne jen asi půl palce za rok. Výsledkem je, že těžba tohoto prvku využívá asi 65 % vodních zdrojů v oblasti, což způsobuje sucha a problémy pro místní obyvatelstvo.
Získávání nebo manipulace s některými materiály pro konvenční olověné baterie může být samozřejmě také nebezpečná. Olovo je těžký kov s vysokou úrovní toxicity. Vystavení olovu, ať už během těžby nebo někde jinde v procesu, může způsobit vážné zdravotní problémy. Dalším znepokojivým problémem je nebezpečná likvidace starých olověných baterií na skládkách. Olovo může kontaminovat půdu a dostat se do zásob pitné vody.
Dojde nám lithium?
Naše poptávka po bateriovém napájení a prvku Li rychle roste, především s tím, jak se elektrická vozidla stávají běžnějšími. Stejně jako fosilní paliva není tento tolik potřebný prvek obnovitelným zdrojem. Nikdo s jistotou neví, zda a kdy vyčerpáme naše zásoby.
Některé zprávy spekulují o tom, že naše zásoby lithia by mohly dojít již v roce 2025. Objevování nových ložisek a nových technologií pro sklizeň a recyklaci však pomáhá rozšířit naše omezené zásoby.
Světová dodávka lithia
Naše zásoby lithia nejsou nekonečné. Ani těch však není málo. Mnozí očekávají, že dodavatelská základna tohoto prvku se během příštích deseti let diverzifikuje, protože Afrika, Kanada a Evropa začnou rozšiřovat své těžební a výrobní kapacity.
Někteří věří, že pokud dokážeme zvýšit naše těžební operace a vyvinout účinnější metody těžby, můžeme překlenout propast mezi nabídkou a naší rostoucí poptávkou.
Recyklace lithiových baterií
Objevování a získávání nového lithia není jediným řešením pro boj s naší rostoucí poptávkou. Je možné recyklovat použité baterie a znovu použít lithium z nich. V této době jsou recyklační procesy stále relativně nové, náročné a drahé.
Kromě toho jsou lithiové baterie poměrně novou technologií a mají dlouhou životnost. To znamená, že mnoho z těchto baterií nedosáhlo konce své životnosti a není třeba je ještě recyklovat. Vzhledem k tomu, že stále více baterií potřebuje recyklaci, je zlepšení recyklačních procesů zásadní pro vytvoření udržitelné budoucnosti pro naše přirozené dodávky.
Které země mají nejvíce lithia?
Někteří nazývají solné pouště v Argentině, Chile a Bolívii „Lithiový trojúhelník“, protože obsahují více než 50 % světových zásob lithia. Nicméně Austrálie je lídrem ve výrobě a dodává kolem 60 % světového lithia.
Čína je také jedním z předních světových výrobců prvku a je také předním světovým spotřebitelem.
Jsou v USA nějaké lithiové doly?
Jediný funkční lithiový důl ve Spojených státech je v Silver Peak v Nevadě. Funguje od 1960. let XNUMX. století. Po celé zemi však probíhají nové projekty. Například nová operace má schválení v oblasti Thacker Pass v severní Nevadě a jižním Oregonu.
Dragonfly Energy MOU s Ioneerem k zabezpečení lithiového dodavatelského řetězce v Nevadě
V prosinci 2020 společnost Dragonfly Energy dokončila memorandum o porozumění (MOU) s Ioneer USA Corporation, vznikajícím dodavatelem lithia a boru. Toto memorandum je navrženo k posílení dodavatelského řetězce materiálů pro baterie v Nevadě prostřednictvím spolupráce na projektu Rhyolite Ridge Lithium Boron Project. Očekává se, že Rhyolite Ridge bude ročně vyrábět více než 24,000 192,000 tun lithiových materiálů a XNUMX XNUMX tun kyseliny borité.
„Dragonfly Energy s potěšením spolupracuje se společností, jako je Ioneer, která vyvíjí inovativní technologii, která umožní vertikálně integrovaný energetický dodavatelský řetězec v Americe a konkrétněji ve velkém státě Nevada,“ řekl Denis Phares, CEO Dragonfly Energy. „Každý, kdo přináší práci do státu Battle Born, má naši plnou podporu. Technologie, kterou Ioneer vyvíjí, navíc dobře zapadá do zelených iniciativ Dragonfly Energy.“
Přečtěte si celou tiskovou zprávu zde: Dragonfly Energy and Ioneer Sign MOU
Pochopení zdrojů lithia pro udržitelnou budoucnost
Všichni používáme zařízení, která na tomto vzácném a lehkém prvku závisí a používáme ho každý den. Naše poptávka po ní roste, stejně jako průmysl, který ji sklízí. Vytváření udržitelné budoucnosti pro naše dodávky závisí na tom, zda všichni rozumíme tomu, odkud lithium pochází, jak ho těžíme a jak recyklujeme naše staré produkty, které ho využívají.
Interakce Reader
Komentáře
- G Nestman říká 26. ledna 2022 ve 12:38
Lithium je chemický prvek a klíčová součást baterií elektrických vozidel (EV), která je také známá pod jiným názvem: „bílé zlato.“ Je to proto, že v budoucnosti poháněné bateriemi, od našich elektromobilů po naše chytré telefony, se lithium rychle stává nejcennější komoditou na planetě.
Ale na rozdíl od slunce, které prostřednictvím svých paprsků vysílá svou energii v neomezeném množství, je lithium omezený materiál. Jakmile je to pryč, je to pryč.
Když mluvíme o naší zoufalé potřebě budoucnosti zelené energie, bylo hodně ručního ždímání nad tím, zda je v magmatických horninách a slané vodě dostatek lithia, které by uspokojilo poptávku stále elektrizovanějšího světa. Nedávno Hannah Ritchie, datová vědkyně z Oxfordské univerzity, zkoumal, zda tento nedostatek lithia by mohly skutečně ovlivnit budoucí světové plány zelené energie.
Stručně řečeno, Země je více než schopná dodávat veškeré lithium, které v dohledné době potřebujeme. Získávám to out Země, na druhé straně, je úplně jiný příběh.
Podobné příběhy
Podle US geologický průzkum (USGS), Země hostí přibližně 88 milionů tun lithia. Z tohoto počtu je pouze jedna čtvrtina ekonomicky životaschopná pro těžbu (toto je známé jako „rezervy“). Naštěstí se celkové zásoby lithia na Zemi pravděpodobně zvýší, jak se technologie zlepší. Například USGS odhadoval jen 13 milionů tun lithia na Zemi jen před deseti lety.
Příroda uvádí, že vaše průměrné auto pravděpodobně spotřebuje asi 8 kilogramů lithia (další číslo, které se časem pravděpodobně sníží). Po nějakém skřípání čísel, s laskavým svolením Ritchieho, dostanete 2.8 miliarda EV z těch 22 milionů tun lithia. S 1.4 miliardami aut na silnicích se to může zdát jako těsná rezerva, ale pravděpodobně se to zlepší s rostoucími inovacemi v těžbě a technologii baterií – nemluvě o tom, že jde pouze o zásoby lithia na Zemi. Při extrapolaci na 88 milionů tun to dává dohromady přibližně 11 miliard EV.
Největší výzvou, kde je nějaké to ždímání rukou oprávněné, je odpovědět jak nejprve vytěžíme potřebné množství lithia.
Ritchieho odhady založené na údajích Mezinárodní energetické agentury (IEA) ukazují, že elektrifikovaná ekonomika v roce 2030 bude pravděpodobně potřebovat kdekoli od 250,000 450,000 do 2021 105 tun lithia. V roce 105,000 svět vyprodukoval pouze XNUMX – nikoli XNUMX XNUMX – tun. Vzhledem k tomu, že průměrnému lithiovému dolu trvá alespoň několik let, než se zprovozní, musíme zjistit, jak se k tomuto lithiu rychle dostat.
Tím se možná dostáváme k největší výzvou revoluce elektromobilů: jak rychle těžit lithium (k zahájení zelené technologické revoluce, kterou naše planeta zoufale potřebuje), zatímco ne zanecháváme za sebou litanii ekologických katastrof a porušování lidských práv.
Lithiové doly používají a množství vody – mnoho tisíc galonů za minutu, podle The New York Times—a kontaminace podzemních vod antimonem a arsenem jsou skutečnou a trvalou hrozbou. Mezi další vedlejší účinky lithiových dolů patří ztráta biologické rozmanitosti, eroze půdy a zhoršování kvality ovzduší – a to ani nezahrnuje to, co stěhování důlních operací na dno oceánu mohl udělat.
Inovace může nabídnout naději. Jedna těžební operace v kanadské Manitobě, se snaží být obnovitelným a udržitelným provozem těžby lithia s téměř veškerou jeho energií čerpanou z hydroelektrické energie a zároveň zakazuje nákladní automobily a zařízení spalující naftu. Zvýšený účinnost při recyklaci lithia může být také velkým přínosem pro delší životnost těchto rezerv.
Pokud bude následovat více těžebních operací, můžeme doufat, že budeme mít elektrifikovanou budoucnost, která stojí za záchranu.
Darren žije v Portlandu, má kočku a píše/edituje o sci-fi a o tom, jak funguje náš svět. Jeho předchozí věci najdete na Gizmodo a Paste, pokud se pořádně podíváte.
