Κυριακή, 29 March 2020 14:49

Λίθιο, παγκόσμια αποθέματα και ηλεκτροκίνηση.

Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο
(9 ψήφοι)

Lithium amperorio 

Το λίθιο (Li), είναι το ελαφρύτερο μέταλλο ανάμεσα στα 32 πρώτα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, το τρίτο σε απλότητα πυρήνων, το 25ο χημικό στοιχείο σε αφθονία στον πλανήτη μας και ανήκει στα αλκαλιμέταλλα, δηλαδή στην ομάδα 1 του περιοδικού πίνακα.

 

Όλες οι σύγχρονες τεχνολογίες απαιτούν μία πηγή ενέργειας για να λειτουργήσουν και ειδικότερα για την ηλεκτροκίνηση αυτό μεταφράζεται σε μια μπαταρία της οποίας η κατασκευή βασίζεται στο λίθιο, το οποίο θα είναι η κύρια πρώτη ύλη μπαταριών για τα επόμενα 10 με 20 χρόνια.

Η ονομασία του λιθίου προέρχεται απο την ελληνική λέξη λίθος (λατινικά: lithium) και το χημικά καθαρό λίθιο, είναι το ελαφρύτερο στερεό χημικό στοιχείο και σε κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος είναι μαλακό στερεό και αργυρόλευκο μέταλλο, με κανονική θερμοκρασία τήξης 180,50 °C, κανονική θερμοκρασία βρασμού 1330 °C, πυκνότητα 534 kg/m³, σκληρότητα Mohs 0,6 και μέτρο ελαστικότητας (Young's modulus) 4,9 GPa.

Όπως και τα υπόλοιπα αλκαλιμέταλλα, το λίθιο είναι πολύ δραστικό, εύφλεκτο και εν δυνάμει εκρηκτικό, όταν εκτίθεται στον αέρα και ιδιαίτερα στο νερό, αλλά είναι το λιγότερο εύφλεκτο από τα αλκαλιμέταλλα. Η αντίδραση λιθίου - νερού, σε κανονικές θερμοκρασίες, είναι έντονη, αλλά όχι βίαιη, και το παραγόμενο υδρογόνο δεν αυτοαναφλέγεται. Αν όμως το μεταλλικό λίθιο αναφλεγεί, είναι δύσκολο να κατασβηστεί (όπως και τα υπόλοιπα αλκαλιμέταλλα).  Για το λόγο αυτό, τυπικά φυλάσσεται κάτω από στρώμα πετρελαίου. Ακριβώς εξαιτίας της μεγάλης χημικής δραστικότητάς του, το λίθιο δεν έχει βρεθεί στη φύση σε καθαρή στοιχειακή κατάσταση, παρά μόνο με τη μορφή ενώσεών του, συνήθως ιονικών.

Για σχετικούς λόγους, το λίθιο έχει σημαντικές συνδέσεις στην πυρηνική φυσική και στην πυρηνική χημεία. Η μετατροπή λιθίου σε ήλιο (He), το 1932, ήταν η πρώτη πραγματικά ανθρωπογενής πυρηνική αντίδραση. Η ζήτηση λιθίου αυξήθηκε δραματικά κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου, με την παραγωγή θερμοπυρηνικών όπλων.

Το λίθιο και οι ενώσεις του, εκτός από αρκετές βιομηχανικές εφαρμογές (αντικαταθλιπτικά φάρμακα, καλλυντικά, θερμοανθεκτικό γυαλί, κεραμικά, κράματα υψηλής αναλογίας αντοχής προς βάρος για την αεροναυπηγική) χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μπαταριών για ηλεκτροκίνηση, μπαταριών εκκίνησης SLI καθώς και μπαταριών για κάθε άλλη εφαρμογή.

Το λίθιο, έχει τόσο μεγάλη διασπορά στη Γη, αφού εκτιμήθηκε ότι η συνολική ποσότητα του λιθίου που περιέχεται στο θαλάσσιο νερό είναι 230 δισεκατομμύρια τόνοι και σε σχετικά σταθερή συγκέντρωσή του υπολογίσθηκε μεταξύ 140 και 250 ppb (ppb σημαίνει ότι σε 1.000.000.000 μέρη νερού (δεν έχει σημασία αν θα είναι γραμμάρια ή χιλιόγραμμα ή λίτρα), τα 140-250 μέρη είναι λίθιο). Υψηλότερες συγκεντρώσεις, που πλησιάζουν τα 7000 ppb (7 ppm) έχουν βρεθεί κοντά σε υδροθερμικές αναβλύσεις.

Εκτιμάται ότι στον φλοιό της Γης η συγκέντρωση του λιθίου κυμαίνεται από 20 ως 70 ppm κατά βάρος. Βρίσκεται επίσης (αν και σε μικρό ποσοστό κατά βάρος) στα ηφαιστειογενή πετρώματα, με μεγαλύτερες συγκεντρώσεις στους γρανίτες. Οι πηγματίτες γρανίτες, παρέχουν τη μεγαλύτερη αφθονία σε λιθιούχα ορυκτά, με τον Σποδουμένη και τον Πεταλίτη να είναι οι πιο βιώσιμες εμπορικά πηγές.

Μια νέα πηγή λιθίου είναι ο Εκτορίτης άργιλος, που είναι η μόνη ενεργή εγκατάσταση εκμετάλλευσης λιθίου στις ΗΠΑ. Ένα άλλο σημαντικό ορυκτό λιθίου είναι ο Λεπιδολίτης. Η μέση αναλογία λιθίου στο φλοιό της Γης είναι περίπου 20 mg ανά χιλιόγραμμο (kg).

 

Οι χώρες που διαθέτουν τα μεγαλύτερα κοιτάσματα λιθίου:

Χιλή με 7.500.000 τόνους και 16.000 τόνους ετήσια παραγωγή (η Χιλή, έχει τα μεγαλύτερα αποθέματα λιθίου στον κόσμο και καμία άλλη χώρα δεν πλησιάζει),

Κίνα με 3.500.000 τόνους και 8.000 τόνους ετήσια παραγωγή (η Κίνα έχει το δεύτερο μεγαλύτερο απόθεμα λιθίου στον κόσμο και επειδή το θεωρούν ως "λευκό πετρέλαιο", επιδιώκουν ενεργά να κυριαρχήσουν στην αλυσίδα εφοδιασμού του), 

Αυστραλία με 970.000 τόνους και 51.000 τόνους ετήσια παραγωγή (η μεγαλύτερη παραγωγή παγκοσμίως), 

Αργεντινή με 850.000 τόνους και 6.200 τόνους ετήσια παραγωγή (στη βορειοδυτική Αργεντινή, στην περιοχή που είναι γνωστή ως "τρίγωνο λιθίου" και βάσει του σχεδίου Sal de Vida, παράγεται περισσότερο από το 60% της παγκόσμιας ετήσιας προσφοράς λιθίου),

Καναδάς με 180.000 τόνους και 480 τόνους ετήσια παραγωγή,

Βραζιλία με 64.000 τόνους και 160 τόνους ετήσια παραγωγή,          

Ζιμπάμπουε με 23,000 τόνους και 470 τόνους ετήσια παραγωγή και

Πορτογαλία με 10.000 τόνους και 820 τόνους ετήσια παραγωγή.

 

Δημιουργήθηκε επίσης και η επιτροπή LME Lithium Committee, η οποία είναι συμβουλευτικό όργανο που περιλαμβάνει βασικούς συμμετέχοντες από την παγκόαμια βιομηχανία λιθίου. Στην επιτροπή συμμετέχουν εκπρόσωποι των εταιρειών:

Tesla, Inc.,

BASF SE,

Tianqi Lithium Corporation,

Guangdong Brunp Recycling Technology Co. Ltd,

Northvolt AB,

Toyota Tsusho Corporation,

Jaguar Land Rover Limited, 

Lithium Royalty Corporation,

Transamine Trading S.A, 

Chengdu Chemphys Chemical Industry Co. Ltd,

Pilbara Minerals Limited,

Albemarle Corporation, 

Goldman Sachs International και

The London Metal Exchange,

Πρόσφατα και ο Elon Musk, πρότεινε να εισέλθει και η Tesla στην εξόρυξη λιθίου, για να υποστηρίξει τα σχέδια ανάπτυξης της εταιρείας σε μεγαλύτερη κλίμακα.

 

Ο τομέας εξερεύνησης και ανάπτυξης λιθίου παραμένει ισχυρός με την τρέχουσα τιμή spot του ανθρακικού λιθίου (LCE) να παραμείνει στα 8.750 $ ανά τόνο και του μονοϋδρικού υδροξειδίου λιθίου στα 10.250 $ ανά τόνο. Στις 26 Μαρτίου του 2020, η τιμή spot του υδροξειδίου του λιθίου που χρησιμοποιείται στην κατασκευή μπαταριών, έσπασε την σταθερή της τιμή στην αγορά της Κίνας, σημειώνοντας πτώση κατά 3,7%, μετά από σταθερότητα σχεδόν τεσσάρων μηνών, ενώ οι αγορές στον υπόλοιπο κόσμο ήταν υποτονικές εξαιτίας της εξάπλωσης του ιού Covid-19.

Η Κίνα, είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής λιθίου παγκοσμίως από το 2019, που αντιστοιχεί στο 39% της παγκόσμιας κατανάλωσης, ενώ η Νότια Κορέα και η Ιαπωνία ακολούθησαν ως ο δεύτερος και τρίτος μεγαλύτερος καταναλωτής, με ποσοστό κατανάλωσης λιθίου 20% και 18% αντίστοιχα. Και οι τρεις χώρες είναι σημαντικοί κατασκευαστές μπαταριών και ηλεκτρονικών συσκευών, γεγονός που εξηγεί το μεγάλο μερίδιο κατανάλωσης λιθίου.

Οι διαδικασίες εξόρυξης λιθίου, δεν είναι όλες ίδιες. Οι δύο πιο δημοφιλείς μέθοδοι είναι τα αλγινικά άλατα λιθίου και τα πεγκματίδια του τανταλίου λιθίου καισίου (που συχνότερα αναφέρονται ως hard rock), με τις άλμες λιθίου να αντιπροσωπεύουν τη δημοφιλέστερη μέθοδο, στην οποία βρίσκονται τα περισσότερα αποθέματα λιθίου αλλά με ένα μεγάλο μειονέκτημα.

Επειδή αυτή η διαδικασία είναι ευάλωτη στις μεταβολές του καιρού, και δεδομένου ότι η βιομηχανική ζήτηση λιθίου αυξάνεται συνεχώς, οι δυσμενείς καιρικές συνθήκες θα μπορούσαν να επηρεάσουν σοβαρά την παραγωγή του. Γι' αυτό το λόγο, οι εταιρείες εξόρυξης λιθίου αναπτύσσουν τη μέθοδο εξόρυξης hard rock, η οποία αποδίδει το ίδιο σε όλες τις καιρικές συνθήκες.

Η παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων λιθίου, κατάλληλων για χρήση στην κατασκευή μπαταριών, είναι μια αργή και δαπανηρή διαδικασία και οι επιστήμονες αναζητούν νέους τρόπους εξόρυξης και επεξεργασίας. Οι ερευνητές των πανεπιστημίων Monash του CSIRO, της Μελβούρνης και του Τέξας στο Austin, επινόησαν ένα νέο τρόπο φιλτραρίσματος της άλμης λιθίου που επιταχύνει τη διαδικασία δραματικά, με πολύ χαμηλότερο κόστος και δημοσίευσαν την έρευνα τους στις 9 Μαρτίου στο περιοδικό Nature Materials. Η έρευνα έδειξε ότι με τη νέα τεχνολογία, ο ρυθμός ανάκτησης λιθίου έφθασε το 90%, απόδοση κατά πολύ καλύτερη σε σχέση με το 30% της τρέχουσας διαδικασίας εξάτμισης.

Αυτή η νέα μέθοδος, θα βοηθούσε ιδιαίτερα την Αυστραλία, αφού θα μπορούσε να καταστήσει τις λιμνοθάλασσες της ηπείρου κατάλληλες για παραγωγή λιθίου.

Η παραγωγή ορυκτών προϊόντων, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μπαταριών, αυξάνεται παγκοσμίως λόγω της μεγάλης ζήτησης ηλεκτρικών οχημάτων, με το λίθιο να βρίσκεται στην 1η θέση με αύξηση 25%, το κοβάλτιο με αύξηση 18%, τον γραφίτη με 13% και το νικέλιο επίσης με 13%.

 

 

Διαβάστηκε 2248 φορές

Επιλέξτε από τις κατηγορίες προϊόντων