فلز آینده‌ساز
این روزها خبر کشف نخستین ذخیره بزرگ لیتیوم در کشور در فضای رسانه‌ای سروصدا به‌پا کرده‌است.
براساس اعلام رسمی ابراهیم مولابیگی، مدیرکل دفتر اکتشافات وزارت‌صمت، درپی مطالعاتی که در استان همدان در 5 ــ 4 سال گذشته به کمک بخش خصوصی انجام شد، برای نخستین بار منجر به کشف ذخیره لیتیوم سنگی بالغ بر 5/8میلیون تن با عیار ۸۱ گرم بر تن شد. اگرچه میزان لیتیوم خالص این ذخیره سنگی در مقایسه با معادن عمده جهانی فاصله زیادی دارد اما می‌تواند نشانه‌ای برای شناسایی معادن بیشتری از این عنصر فلزی گرانبها باشد.
لیتیوم، سبک‌ترین فلز جدول تناوبی عناصر و بسیار واکنش‌پذیر است که قابلیت انتقال گرما و هدایت‌الکتریکی زیادی دارد. نمک‌های لیتیومی در خاک رس زیر‌زمینی، سنگ‌معدن، آب‌نمک‌طبیعی، چشمه‌های زمین‌گرمایی و آب دریا پیدا می‌شود. بااین‌حال لیتیومی که در صنایع از آن استفاده می‌شود بیشتر از زمین استخراج می‌گردد. از آنجا که لیتیوم عنصری سبک و هادی الکتریکی خوبی است، عنصری کلیدی برای صنعت ذخیره‌سازی انرژی به‌شمار می‌رود. لیتیوم با انقلابی که در تولید نسل جدید باتری‌های قابل‌شارژ یعنی باتری‌های لیتیوم یونی (Li-ion) به‌پا کرد خیلی زود به عنصری کلیدی در توسعه فناوری‌های پیشرو تبدیل شد. به‌طوری‌که در سال‌های اخیر میزان تقاضا برای لیتیوم سالانه 30درصد در حال افزایش است. براساس تخمین‌های سازمان زمین‌شناسی آمریکا در سال ۲۰۲۲، میزان ذخایر شناسایی‌شده لیتیوم در سراسر جهان ۸۹ میلیون تن کانسنگ است.
سهم 95درصدی باتری‌ها از ذخایر جهانی
با وجود این‌که این روزها مهم‌ترین کاربرد لیتیوم در تولید باتری‌ها و ذخیره انرژی است اما این عنصر در فرآیندهای دیگری مانند تولید سرامیک و شیشه، تولید گریس‌ها، پودرهای متالورژی، پلیمرهای مختلف و ... هم دارای مصارف صنعتی است.
تا همین چند سال پیش، یعنی سال 1394 فقط 30درصد از میزان تولید جهانی لیتیوم برای تولید باتری‌ها استفاده می‌شد و صنایع دیگر ازجمله تولید سرامیک و شیشه و تولید مواد پلیمری و پودرهای متالورژی هرکدام سهم 35 درصدی مصرف سالانه لیتیوم را به خود اختصاص داده بودند. این درحالی‌است که با تحول دنیای فناوری پیش‌بینی می‌شود تا سال 1410 سهم باتری‌ها از میزان لیتیوم تولیدشده در جهان به 95درصد افزایش پیدا کند.
این افزایش سهم از لیتیوم به معنی افزایش تقاضا برای بازار جهانی این فلز هم خواهد بود. به‌طوری‌که پیش‌بینی می‌شود میزان تولید این عنصر از 500هزار تن در سال 1400 به 4 ــ 3 میلیون تن در سال 1410 افزایش یابد. گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌ها همگی از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند.
تأمین سوخت دنیای آینده
افزایش تقاضا برای باتری‌های لیتیومی فقط به محصولات هوشمند مانند گوشی‌ها و تبلت‌ها محدود نمی‌شود. از کاربردهای مهم لیتیوم، تولید سلول‌های ذخیره انرژی و باتری‌های مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی ازجمله خودروی برقی و موتور و دوچرخه برقی است. با افزایش روزافزون تقاضا برای استفاده از انرژی‌های پاک در حمل‌ونقل عمومی در سراسر دنیا با توجه به آثار گرمایش زمین و مشکلات متعدد تغییرات اقلیم در پی مصرف سوخت‌های فسیلی، به نظر می‌رسد حداقل تا زمانی که فناوری جدیدی بتواند از باتری‌های لیتیومی در ذخیره‌سازی انرژی پیشی بگیرد، بازار تولید باتری‌های کشنده برای وسایل‌نقلیه برقی با شیب سرسام‌آوری افزایش یابد. گفته می‌شود تا سال 1410 وسایل‌نقلیه برقی و لوازم هوشمند به 4500 ــ 4000 گیگاوات-ساعت باتری‌های لیتیومی نیاز داشته باشند. اینجاست که کشورهای دارای معادن این عنصر کلیدی دنیای فناوری دست بالاتر را تعیین قدرت‌های آتی جهان خواهند داشت.
سرمایه‌گذاری برای گذر از خام‌فروشی
با وجود این‌که شناسایی معادن ارزشمند به مثابه سرمایه‌ای برای کشور خواهد بود اما واقعیت این است که بیش از شناسایی معادن، باید به فکر سرمایه‌گذاری در بومی‌سازی فرآیندهای خالص‌سازی عناصر ارزشمند باشیم.
شیلی با 9.3 میلیون تن، در جایگاه نخست ذخایر لیتیوم قرار دارد و پس از آن استرالیا، آرژانتین، چین و آمریکا به ترتیب در جایگاه‌های دوم تا پنجم قرار گرفته‌اند. با وجود این استرالیا بیشترین میزان تولید لیتیوم را در میان کشورهای برتر این حوزه داراست و در سال 2022، 61 هزار تن لیتیوم تولید کرده است.
به علت ماهیت واکنش‌پذیر لیتیوم، این عنصر بیشتر در ترکیب با دیگر عناصر یافت می‌شود، مانند کربنات لیتیوم که بسیار پایدار است. فرآیندهای خالص‌سازی لیتیوم به دو روش سنتی و غیرمستقیم و روش مستقیم انجام می‌شود که هریک شامل مدل‌های مختلفی است که می‌تواند براساس نوع محصول نهایی مورد استفاده قرار گیرد. در روزهایی که فناوری‌های دانش‌بنیان با روند قابل‌قبولی در حال توسعه است و ظرفیت‌های ویژه‌ای را برای رفع نیازهای فناورانه گوناگون کشور فراهم کرده است، به نظر می‌رسد که توجه و سرمایه‌گذاری در گذر از فرآیندهای بومی استخراج و خام‌فروشی و حرکت به سمت خالص‌سازی و تولید محصولات بتواند تأثیر بسزایی در تثبیت جایگاه کشور در میان کشورهای آینده‌ساز جهان و رونق اقتصادی بر مبنای کاربری فناورانه از سرمایه‌های معدنی کشور ایفا کند.
عسل اخویان طهرانی - دبیر دانش و سلامت
لیتیوم، سبک‌ترین فلز جدول تناوبی عناصر و بسیار واکنش‌پذیر است که قابلیت انتقال گرما و هدایت‌الکتریکی زیادی دارد. نمک‌های لیتیومی در خاک رس زیر‌زمینی، سنگ‌معدن، آب‌نمک‌طبیعی، چشمه‌های زمین‌گرمایی و آب دریا پیدا می‌شود. بااین‌حال لیتیومی که در صنایع از آن استفاده می‌شود بیشتر از زمین استخراج می‌گردد. از آنجا که لیتیوم عنصری سبک و هادی الکتریکی خوبی است، عنصری کلیدی برای صنعت ذخیره‌سازی انرژی به‌شمار می‌رود. لیتیوم با انقلابی که در تولید نسل جدید باتری‌های قابل‌شارژ یعنی باتری‌های لیتیوم یونی (Li-ion) به‌پا کرد خیلی زود به عنصری کلیدی در توسعه فناوری‌های پیشرو تبدیل شد. به‌طوری‌که در سال‌های اخیر میزان تقاضا برای لیتیوم سالانه 30درصد در حال افزایش است. براساس تخمین‌های سازمان زمین‌شناسی آمریکا در سال ۲۰۲۲، میزان ذخایر شناسایی‌شده لیتیوم در سراسر جهان ۸۹ میلیون تن کانسنگ است.
سهم 95درصدی باتری‌ها از ذخایر جهانی
با وجود این‌که این روزها مهم‌ترین کاربرد لیتیوم در تولید باتری‌ها و ذخیره انرژی است اما این عنصر در فرآیندهای دیگری مانند تولید سرامیک و شیشه، تولید گریس‌ها، پودرهای متالورژی، پلیمرهای مختلف و ... هم دارای مصارف صنعتی است.
تا همین چند سال پیش، یعنی سال 1394 فقط 30درصد از میزان تولید جهانی لیتیوم برای تولید باتری‌ها استفاده می‌شد و صنایع دیگر ازجمله تولید سرامیک و شیشه و تولید مواد پلیمری و پودرهای متالورژی هرکدام سهم 35 درصدی مصرف سالانه لیتیوم را به خود اختصاص داده بودند. این درحالی‌است که با تحول دنیای فناوری پیش‌بینی می‌شود تا سال 1410 سهم باتری‌ها از میزان لیتیوم تولیدشده در جهان به 95درصد افزایش پیدا کند.
این افزایش سهم از لیتیوم به معنی افزایش تقاضا برای بازار جهانی این فلز هم خواهد بود. به‌طوری‌که پیش‌بینی می‌شود میزان تولید این عنصر از 500هزار تن در سال 1400 به 4 ــ 3 میلیون تن در سال 1410 افزایش یابد. گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌ها همگی از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند.
تأمین سوخت دنیای آینده
افزایش تقاضا برای باتری‌های لیتیومی فقط به محصولات هوشمند مانند گوشی‌ها و تبلت‌ها محدود نمی‌شود. از کاربردهای مهم لیتیوم، تولید سلول‌های ذخیره انرژی و باتری‌های مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی ازجمله خودروی برقی و موتور و دوچرخه برقی است. با افزایش روزافزون تقاضا برای استفاده از انرژی‌های پاک در حمل‌ونقل عمومی در سراسر دنیا با توجه به آثار گرمایش زمین و مشکلات متعدد تغییرات اقلیم در پی مصرف سوخت‌های فسیلی، به نظر می‌رسد حداقل تا زمانی که فناوری جدیدی بتواند از باتری‌های لیتیومی در ذخیره‌سازی انرژی پیشی بگیرد، بازار تولید باتری‌های کشنده برای وسایل‌نقلیه برقی با شیب سرسام‌آوری افزایش یابد. گفته می‌شود تا سال 1410 وسایل‌نقلیه برقی و لوازم هوشمند به 4500 ــ 4000 گیگاوات-ساعت باتری‌های لیتیومی نیاز داشته باشند. اینجاست که کشورهای دارای معادن این عنصر کلیدی دنیای فناوری دست بالاتر را تعیین قدرت‌های آتی جهان خواهند داشت.
سرمایه‌گذاری برای گذر از خام‌فروشی
با وجود این‌که شناسایی معادن ارزشمند به مثابه سرمایه‌ای برای کشور خواهد بود اما واقعیت این است که بیش از شناسایی معادن، باید به فکر سرمایه‌گذاری در بومی‌سازی فرآیندهای خالص‌سازی عناصر ارزشمند باشیم.
شیلی با 9.3 میلیون تن، در جایگاه نخست ذخایر لیتیوم قرار دارد و پس از آن استرالیا، آرژانتین، چین و آمریکا به ترتیب در جایگاه‌های دوم تا پنجم قرار گرفته‌اند. با وجود این استرالیا بیشترین میزان تولید لیتیوم را در میان کشورهای برتر این حوزه داراست و در سال 2022، 61 هزار تن لیتیوم تولید کرده است.
به علت ماهیت واکنش‌پذیر لیتیوم، این عنصر بیشتر در ترکیب با دیگر عناصر یافت می‌شود، مانند کربنات لیتیوم که بسیار پایدار است. فرآیندهای خالص‌سازی لیتیوم به دو روش سنتی و غیرمستقیم و روش مستقیم انجام می‌شود که هریک شامل مدل‌های مختلفی است که می‌تواند براساس نوع محصول نهایی مورد استفاده قرار گیرد. در روزهایی که فناوری‌های دانش‌بنیان با روند قابل‌قبولی در حال توسعه است و ظرفیت‌های ویژه‌ای را برای رفع نیازهای فناورانه گوناگون کشور فراهم کرده است، به نظر می‌رسد که توجه و سرمایه‌گذاری در گذر از فرآیندهای بومی استخراج و خام‌فروشی و حرکت به سمت خالص‌سازی و تولید محصولات بتواند تأثیر بسزایی در تثبیت جایگاه کشور در میان کشورهای آینده‌ساز جهان و رونق اقتصادی بر مبنای کاربری فناورانه از سرمایه‌های معدنی کشور ایفا کند.
عسل اخویان طهرانی - دبیر دانش و سلامت
ضمیمه نوجوانه
