Литий - Третий элемент
164 subscribers
49 photos
6 videos
71 links
Только литий
Download Telegram
Первый шаг к открытию лития, сам того не зная, сделал бразильский учёный Хосе Бонифацио де Андрада Сильва. Во время научной экспедиции он обнаружил недалеко от Стокгольма два новых минерала — сподумен и петалит. Попытка изучить состав последнего привела исследователя в тупик — масса известных элементов оказалась меньше массы минерала.

Решить загадку смогли только в 1817 году, когда шведский химик Август Арфведсон смог выяснить, что петалит на 96% состоит из кислорода, кремния и алюминия, и предположил, что оставшиеся 4% — неизвестный щелочной металл. Два известных до этого щелочных металла не подходили по характеристикам, и Арфедсон решил, что открыл новый элемент. Название подсказал учитель — литий, что переводится с древнегреческого как «камень», в честь камней, где была сделана находка. Догадка шведа подтвердилась уже спустя год, когда его британский коллега Гэмфри Дэви впервые смог получить металлический литий. Впрочем, его получилось настолько мало, что не хватало даже для изучения.

Получить новый химический элемент в относительно крупных объёмах удалось лишь в 1955 году англичанину Аагусту Матиссену и немцу Роберту Бунзену. Причём свои открытия они совершили практически одновременно, но отдельно друг от друга. Открытый ими способ электролиза с помощью хлорида лития до сих пор остаётся основным промышленным методом получения этого металла.
2👍1
Япония — первая страна, которая приняла на вооружение подводные лодки с литий-ионными аккумуляторами на борту. Ранее на субмаринах использовались свинцово-кислотные аккумуляторы, но у них значительно меньший объём, низкая скорость зарядки и большой вес. Благодаря новой технологии разработчикам удалось увеличить дальность подводного хода и повысить скорость зарядки батарей, потому что литий-ионные аккумуляторы можно перезаряжать с использованием больших токов.

Первую в мире субмарину такого типа спустили на воду 5 марта 2020 года, а спустя всего три года в составе ВМС Японии таких лодок стало уже пять. Две из них экспериментальные и относятся к устаревшему поколению «Сорю», ещё три — современные лодки класса «Тайгэй», которые вышли в море в этом году.

К слову, японцы не единственные, кто подошёл к модернизации своего подводного флота с этой стороны — разработкой субмарин на литий-ионных аккумуляторах занимается и Республика Корея, и Китай, который опирается на собственные технологические инновации в сфере электромобилестроения и производит около 75% всех аккумуляторов для этого вида транспорта.
😱1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Соединения лития широко используются для лечения расстройств психики и стабилизации настроения. Минеральные воды с высоким содержанием лития в качестве успокоительно средства для больных «манией» и «эйфорией» применяли еще древнеримские медики. Хотя, конечно, ни о литии, ни о точном составе этих вод они тогда ничего еще не знали, а действовали исключительно опытным путем.

Впрочем, механизм воздействия лития на мозг и нервную систему человека и сейчас остается плохо изучен. В мозге человека литий взаимодействует со множеством различных белков и молекул, поэтому выяснить точно, какие последствия имеет каждое из этих взаимодействий, не так-то просто.

Но постепенно картина все же проясняется. В 2016 году биологи из Массачусетского технологического института, изучая особенности поведения микроскопических почвенных червей Caenorhabditis elegans, случайно обнаружили, что литий подавляет ген, кодирующий белок BPNT1. Этот белок, в свою очередь, не только у червей, но и у человека, питает определенные нервные клетки, и в его отсутствие, не получая питания, эти клетки «засыпают», меняя поведение своего владельца.

У червей нервные клетки, питающиеся BPNT1, стимулируют поведение, позволяющее избегать вредных бактерий в земле. А у человека — за секрецию дофамина, адреналина и норадреналина, гормонов, вызывающих возбужденное психическое и эмоциональное состояние. Соответственно, «засыпание» этих клеток способно повлечь за собой успокаивающий эффект.

Правда, обнаружившие все это американские биологи сразу предупредили, что они вообще-то специалисты только по червям и именно червей в своих экспериментах и исследовали. Поэтому точно утверждать, что механизм воздействия лития на Caenorhabditis elegans и человека одинаков, они не стали, оставив дальнейшее изучение вопросам ученым, специализирующимся на млекопитающих.
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
На видео эксперимент известного британского химика Мартина Полякова — под прицелом видеокамеры он добавляет литий в 7up, когда-то одну из самых популярных газировок в мире. Сегодня немногие знают, что литий присутствовал в изначальном рецепте 7up и напиток выпускался в таком виде целых три десятилетия. Он даже какое-то время официально так и назывался — литиевая лимонная содовая.

Добавлять цитрат лития в газировку придумал создатель 7up Чарльз Лейпер Григг в 1920 году, потому что считалось, что ​​литий помогает бороться с похмельем и растворяет ураты, накопление которых в организме считалось причиной многих болезней.

Цитрат лития перестали добавлять в 7up только в 1948 году, когда правительство США запретило его использование в пищевой продукции. На популярности напитка эта новость, впрочем, никак не отразилась — он ещё не раз поднимался на пьедестал самых любимых и узнаваемых газировок в мире, составляя серьёзную конкуренцию даже Coca-Cola.
👍3😱1
Компания Mercedes-Benz анонсировал бюджетный электромобиль с литий-железно-фосфатным аккумулятором. Прототип Concept CLA Class стал предвестником будущей серийной модели, которая станет самым доступным автомобилем марки. Concept CLA Class построен на новой платформе MMA (Mercedes Modular Architecture) с 800-вольтовой бортовой электрикой, которая позволяет реализовывать как заднеприводные одномоторные, так и полноприводные двухмоторные версии. Часть инженерных решений заимствована у концепт-кара Mercedes-Benz Vision EQXX. В зависимости от версии электромобили получат литий-железно-фосфатные или кремниевые аккумуляторы, а топовая модификация будет иметь запас хода до 750 км. https://www.kommersant.ru/doc/6197329?query=%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0%B9
👍3
Джон Гуденаф  -  старейший человек в мире, который был удостоен Нобелевской премии. В 2019 году, в возрасте 97 лет американский учёный получил награду за изобретение литий-ионного аккумулятора. Химик вместе с Майклом Уиттингемом и Акирой Ёсино был одним из разработчиков прогрессивной технологии сбережения энергии. Кстати, впервые прототип литий-ионного аккумулятора был выпущен компанией Sony всего лишь в 1991 году. В июле 2023 года  Джон Гуденаф скончался. Ему было 100 лет.
👍5🔥1
Два электрода и сепаратор с электролитом — в устройстве литий-ионных аккумуляторов нет ничего необычного и сложного. Особенными их делают материалы, главный из которых — это, конечно, литий.

Катод, то есть положительный электрод литий-ионного аккумулятора представляет собой алюминиевую фольгу, покрытую оксидом лития с другими металлами. Чаще всего это оксид лития-кобальта, но есть и не менее десятка других вариантов — титанат лития, фосфат литий-железа или оксид лития-марганца.

Анод, то есть отрицательный электрод — углеродный материал на медной фольге. Раньше в качестве такого материала использовался угольный кокс, сейчас обычно применяют графит.

Между анодом и катодом расположен пропитанный электролитом сепаратор, который пропускает ионы лития и не пропускает электроны.

Все вместе эти три элемента похожи на тонкий сэндвич, свернутый в трубочку. Одна такая трубочка — одна ячейка батареи, или просто один «пальчиковый» аккумулятор.

Во время заряда батареи от оксида на катоде отделяются атомы лития, а от каждого из них, в свою очередь, отделяется по одному электрону, в результате чего его образуются ионы лития. Электроны отправляются через алюминиевую фольгу во внешнюю цепь, а ионы — к аноду, где они соединяются с графитом, получая электрон из внешней цепи.

При разряде все происходит наоборот. Литий отделяется от графита, теряет электрон и в виде иона отправляется обратно на катод. Затем цикл повторяется до исчерпания ресурса аккумулятора.
👍5
Вопреки расхожему мнению, литий применяют не только в промышленности, но и медицине. Впервые использовать этот химический элемент в лечебных целях попробовали спустя 30 лет после его открытия — в 1847 году. Изначально им пытались лечить подагру, но позже ученые предположили, что этот металл может помогать в борьбе с психическими расстройствами.

В 1949 году австралийский психиатр Джон Кейдж провел серию экспериментов над животными, которые показали, что карбонат лития действительно имеет успокаивающий эффект. Позже это свойство подтвердилось и у пациентов врача, страдающих от депрессии, мании и шизофрении.

В наше время литий широко используется для лечения биполярного расстройства и маниакально-депрессивных состояний. Препарат "литий" свободно продаётся в аптеках, как БАД. Он помогает устранить симптомы этих недугов, снижает частоту и тяжесть эпизодов.

Использование лития в медицине не останавливается на психиатрии. Одной из удивительных областей его применения стала неврология. Так, недавние исследования указывают на возможность использования лития в лечении болезни Паркинсона и кластерных головных болей.
👍4👏1🤔1
Инженеры из Принстонского университета разработали новый метод извлечения лития из природных солевых растворов. И этот метод, как они утверждают, может произвести целую революцию в добыче «новой нефти».

Сейчас для извлечения лития солевые растворы помещают в огромные бассейны и долго выпаривают на солнце, пока концентрация металла не достигнет достаточного для дальнейшей переработки уровня.

Но принстонские ученые уверены, что все можно делать проще и быстрее. Они предлагают использовать специальные волокна, скрученные в струны таким образом, что поверхность этих струн обладает водоотталкивающими свойствами, а сердцевина, наоборот — притягивает влагу.

Когда концы струн погружаются в водный солевой раствор, вода начинает подниматься по ним вверх за счет капиллярного эффекта — примерно так же, как это происходит в деревьях, перекачивающих влагу по стволу от корней к листьям.

С поверхности струн вода быстро испаряется, оставляя после себя ионы солей лития и натрия. Чем дольше продолжается процесс, тем более концентрированными становятся эти соли. В итоге на струнах образуются кристаллы хлоридов натрия и лития, которые можно легко собрать.

При этом обладающие низкой растворимостью соли натрия кристаллизуется в нижней части струн, а соли легкорастворимого лития — в верхней. Таким образом натрий и литий легко разделяются, хотя обычно для этого нужно применять дополнительные химикаты.

По словам ученых, метод обладает множеством преимуществ. С его помощью можно извлекать литий из растворов с низкой концентрацией металла, а возможно даже и из морской воды. Он значительно ускоряет процесс добычи и делает ненужным строительство огромных бассейнов для выпаривания.

Осталось только масштабировать технологию из лаборатории до коммерческого применения. Разработчики говорят, что на это потребуется еще некоторое время и дополнительные средства, но в успехе не сомневаются.
👍11🔥51
В Европе решили использовать литий в кампании, направленной против вейпов. Призывы бросить курить одноразовые электронные сигареты прозвучали в Великобритании. По данным британской исследовательской организация Material Focus за неделю в стране выбрасывают около пяти млн одноразовых вейпов.

«Одноразки» становятся значительной частью постоянно растущего объёма электронного мусора. Material Focus указывает на то, что количество лития, которое содержится в выброшенных за год одноразовых вейпах, хватит на пять тысяч автомобильных аккумуляторов. Производитель электронных сигарет не берет на себя расходы на переработку вейпов, сетуют экологи. Попадая в почву, литий не растворяется и наносит серьёзный ущерб планете и человеку.

Премьер-министр Франции Элизабет Борн также пообещала ввести запрет на одноразовые электронные сигареты. Её инициативу поддержали экологи, которые, в том числе, сослались на литий, который содержится в батарейке сигареты, сообщает ТАСС
👍4🤔3🔥2👏2
Мировое производство лития за последние четверть века.

Крупнейший производитель — Австралия. Но почти весь австралийский литий, так же как и литий из других стран, уходит в Китай. Поднебесная является почти что монополистом в очистке и переработке «новой нефти».

Несмотря на лидерство в производстве, по запасам лития Австралия уступает как минимум четырем странам — Боливии, Аргентине, США и Чили. И лишь немного опережает Китай.

На долю США в 1995 году приходилось 37% мирового производства лития, но в последующие 25 лет эта американская доля сократилась до менее чем 1%.

В 2010 году почти треть всего лития шло на производство керамики, а на аккумуляторы приходилось только 23%. Сейчас аккумуляторная отрасль потребляет три четверти всего производимого в мире лития.

По прогнозам, исходящим из динамики роста производства электромобилей, мировой спрос на литий к 2030 году вырастет в пять-шесть раз.

На запуск нового проекта по добыче лития уходит от шести до пятнадцати лет. Поэтому в ближайшие годы предложение, скорее всего, будет не успевать за спросом, и на рынке может возникнуть дефицит. Эта перспектива вызывает серьезные опасения среди производителей электромобилей, и они стараются зарезервировать для себя как можно большие объемы металла.
🔥6👍4👏2
В Америке найден самый большой в мире резервуар лития.
Американские геологи обнаружили внутри древнего супервулкана МакДермитт на границе штатов Невады и Орегона крупнейшее, по их оценкам, месторождение лития в мире, пишет Daily Mail. Оно было обнаружено в кальдере Макдермитта шириной более 600 километров и представляет собой глину, содержащую примерно 40 миллионов тонн лития.

Это почти вдвое больше, чем содержится этого наиважнейшего для современных технологий металла в солончаках Боливии, которые удерживали до сих пор рекорд по объему лития среди всех его месторождений. С учётом того, что средняя цена на карбонат лития, который используется в аккумуляторах, составляет примерно 37 тысяч долларов за метрическую тонну, новое месторождение драгоценного металла стоит 1,48 триллиона долларов, сообщает НИ

Между тем, издание уточняют, что в Украине тоже найдены запасы лития — четыре месторождения, но информация об их объемах содержится по понятным причинам в секрете. Известно, что они самые большие в Европе. Одно из них находится недалеко от Запорожья — находится сегодня под российским контролем. Этот литий нужно добывать в шахтах, а не открытым способом, как это делается в Южной Америке. Но пока военные риски делают инвестиции в его добычу невозможными.
👍7👏3😁3