تكنولوجيا

الليثيوم نواة الإقتصاد والمُستقبل Lithium in the core the economy and the future

صورة
Analia
اخر تحديث :

 الليثيوم نواة الإقتصاد والمُستقبل

Lithium in the core the economy and the future


  • ما هو الليثيوم (What is Lithium):

هو عنصر كيميائي رمزه Li وعدده الذري 3، وهو من أخف المعادن وأكثرها نشاطًا كيميائيًا

يعتبر الليثيوم واحدًا من المعادن القلوية، ويتميز بلونه الفضي ونسيجه الناعم القابل للقطع بسهولة. يتفاعل بسرعة مع الماء والهواء، مما يجعله عنصرًا لا يمكن العثور عليه في الطبيعة بصورته النقية. بدلاً من ذلك، يتم العثور عليه في المعادن مثل السبودومين والليبيدوليت وأحيانًا في المياه المالحة.


  • أماكِن وأشكال تواجُد الليثيوم في الطبيعة (Where and how lithium is found in nature):


  • أماكن تواجد الليثيوم (Where lithium is found in nature): 

  1. رواسب المعادن الصلبة:

    • يتواجد الليثيوم في معادن معينة مثل:

      • السبودومين (Spodumene).

      • الليبيدوليت (Lepidolite).

      • الأمبليغونيت (Amblygonite).


  • هذه المعادن توجد في الصخور الجرانيتية، خصوصًا في مناطق التعدين مثل:

    • أستراليا 🇦🇺: تُعتبر من أكبر منتجي الليثيوم عبر تعدين معدن السبودومين.

    • الصين 🇨🇳: تشتهر باستخراج الليثيوم من معادن متعددة.


  1. المياه المالحة (Salars):

    • تُعتبر البحيرات المالحة والطبقات الجوفية الغنية بالملح من أهم مصادر الليثيوم، وتُعرف باسم "محاليل الليثيوم الملحية".


  • أمثلة على أماكن غنية بهذه الرواسب:

    • مثلث الليثيوم: يشمل دول بوليفيا 🇧🇴، الأرجنتين 🇦🇷، وتشيلي 🇨🇱 (تمثل 58% من احتياطي العالم).

    • بحيرة سالار دي أويوني (Salar de Uyuni) في بوليفيا.


  1. المياه الجوفية الحرارية:

في بعض المناطق، يتم استخراج الليثيوم من المياه الجوفية الحرارية الغنية بالمعادن.


  1. رواسب الطين:

تحتوي بعض أنواع الطين، مثل الطين في نيفادا - الولايات المتحدة 🇺🇸، على كميات هامة من الليثيوم.

  • أشكال الليثيوم في الطبيعة (Forms of Lithium in nature): 

  • معادن صلبة (السبودومين والليبيدوليت):

  • غالبًا ما تكون على شكل بلورات ملونة تتفاوت ألوانها بين الأبيض، الوردي، والبنفسجي.


  • المحاليل الملحية:

  • يظهر على شكل أيونات ذائبة في المياه الغنية بالمعادن المالحة.

  • يتم استخراج الليثيوم عن طريق تبخير المياه في أحواض كبيرة.


  • رواسب الطين:

  • تتواجد على شكل طبقات من الطين الرمادي أو الأخضر مع محتوى ليثيوم منخفض نسبيًا.


  • الليثيوم حبل نجاة كوكب الأرض من الاحتباس الحراري (Lithium is the Earth’s lifeline from global warming):

 الليثيوم يُعتبر "حبل نجاة" في مواجهة الاحتباس الحراري لأنه عنصر أساسي في تقنيات الطاقة النظيفة، ولنرى معًا كيف يساهم في حماية الكوكب:

1. بطاريات الليثيوم أيون: أساس التحول للطاقة النظيفة:-

  • السيارات الكهربائية (EVs):
    السيارات الكهربائية التي تعتمد على بطاريات الليثيوم أيون تُقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير مقارنة بالمركبات التقليدية التي تعمل بالوقود الأحفوري.

  • تخزين الطاقة المتجددة:
    تُستخدم بطاريات الليثيوم في تخزين الكهرباء من مصادر متجددة مثل الشمس والرياح، مما يجعل هذه الطاقة متاحة حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة أو الرياح تهب. 


2. تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري:-

  • الليثيوم يُمكّن البشرية من تقليل الاعتماد على الفحم والنفط والغاز الطبيعي لتوليد الطاقة.

  • مع زيادة استخدام المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة، ينخفض الطلب على الوقود الأحفوري المسبب لانبعاثات الكربون.

3. دعم مبادرات الاستدامة:-

  • الدول تعمل على تحقيق أهداف "الحياد الكربوني" بحلول منتصف القرن، والليثيوم يلعب دورًا أساسيًا في هذه الخطط.

  • مثال: الاتحاد الأوروبي والصين يعملان على زيادة الاعتماد على الطاقة النظيفة بفضل بطاريات الليثيوم.

4. إمكانيات إعادة التدوير:- 

  • بطاريات الليثيوم يمكن إعادة تدويرها لاستخدامها في صناعات أخرى، مما يقلل من تأثيرها البيئي.

  • هذا يجعل دورة حياة البطارية أكثر استدامة ويحد من النفايات.


  • أبرز استخدامات معدن الليثيوم (The most prominent uses of lithium metal):

  1. يُستخدم الليثيوم في مجال الإلكترونيات بشكل كبير؛ وذلك من خلال صناعة البطاريات بشكل خاص؛ فقد تُوَلِّد بطارية الليثيوم ما يصِل إلى 3 فولت لكل خلية مُقابل 2.1 فولت للبطاريات المصنوعة من الرصاص ، ومقابل 1.5 فولت للبطاريات المصنوعة من الزنك والكربون ، كما أنَّهُ من الممكن إعادة شحن وتدوير بعض أنواع بطاريات الليثيوم ، مثل: بطارية ليثيوم بوليمر ، وبطارية فوسفات حديد - ليثيوم.


  1. قد ثبت طبيًا استخدام الليثيوم كأحد الوسائل المُعالجة لاضطراب ثنائي القطب ، وقد ثبت كذلك أن أملاح الليثيوم مثل "كربونات الليثيوم" يتم استخدامِها من أجل علاج الإضطراب الفِصامي العاطفي و الاضطراب الاكتئابي ، وتجدر الإشارة بأنه على النساء الحوامل تجنُب استخدام أملاح الليثيوم إذا وُجِدَ لها أيّ آثار قد تؤدي إلى حدوث تشوهات قلبية للجنين ، وحاليًا يتم إجراء الأبحاث والدراسات الطبية حول استخدام الليثيوم كأحد الوسائل المُتبعة لعلاج مرض "الصداع العنقودي".


  1. يستخدم في صناعة الطائرات وذلك بسبب خفته وقوته، يدخل في تصنيع بعض الأجزاء المعدنية للطائرات.


  1. يُستخدم في تطبيقات محددة في المفاعلات النووية.


  1. يُستخدم الليثيوم في مجال التعدين كمادة دافقة من أجل اللحام العادي و بالقصدير ، ويتِم استخدام سبائك فلز الليثيوم مع الألومنيوم والكادميوم والنحاس والمنغنيز في صناعة الطائرات.


  1. يُستخدم "أكسيد الليثيوم" بشكل كبير في مجال صناعة الزجاج كصهارة وذلك من أجل معالجة السيليكا؛ حيثُ يُساعِد أكسيد الليثيوم على تخفيض درجة الإنصهار ولزوجة المواد الداخلة في العملية؛ كما أنَّهُ يُساهِم في تزجيج الخزف بخواص فيزيائية مُحسنة؛ ومِن تلك الخواص الفيزيائية "انخفاض قيمة معامل التمدد الحراري" ، وتجدُر الإشارة بأن مُركب كربونات الليثيوم هو أحد المواد الأولية الأساسية التي يتم استخدامها في الصناعات الزُجاجية والخزفية ، ولا يتِم إستخدامِه إلا بعد تسخينه كيّ يُعطي أكسيد الليثيوم.


  1. يُستخدم الليثيوم في تركيب شحوم التزليق؛ وذلك عن طريق "هيدروكسيد الليثيوم" الذي يُعَدّ قاعدة قوية؛ فعندما يتم تسخينه مع أحد الدهون يحدث تفاعل تصبن ويُنتج لدينا "صابون الليثيوم" الذي له خاصية تثخين الزيوت؛ مما يجعله أحد المركبات الأساسية في صناعة شحوم التزليق.


  1. يتم استخدام الليثيوم في صناعة الألعاب النارية والمواد المتوهجة؛ وذلك نظرًا للون القرمزي الذي يمنحه الليثيوم للهب عند احتراقِهْ.


  1. يتم استخدام أملاح هيدروكسيد الليثيوم وفوق أكسيد الليثيوم في الأماكن المغلقة مثل: المركبات الفضائية والغواصات من أجل تنقية الهواء عن طريق إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون.


  1. يتم استخدام فلز الليثيوم ومركبات الهيدرويد المعقدة مثل هيدرويد ألومنيوم الليثيوم كمواد طاقة تُضاف إلى وقود الصواريخ؛ كما يمكن لهيدرويد ألومنيوم الليثيوم أن يتم استخدامه كوقود صلب. 


  • المخاطر المُحتملة لاستخدام الليثيوم (Potential Risks of  using lithium):

1. المخاطر البيئية:-

أ. استخراج الليثيوم:

  • استهلاك المياه:
    استخراج الليثيوم من البحيرات المالحة يتطلب كميات هائلة من المياه، مما قد يؤدي إلى نقص المياه في المناطق الجافة، خاصة في دول مثل: تشيلي وبوليفيا.

  • تأثير على النظم البيئية:
    التعدين قد يُدمر المواطن الطبيعية للحيوانات والنباتات المحلية، ويؤثر على التوازن البيئي.

  • التلوث:
    العمليات الصناعية التي تقوم باستخراج الليثيوم يمكن أن تُسبب تسرب مواد كيميائية ضارة إلى التربة والمياه الجوفية.

2. المخاطر الصحية:-

أ. تعرض العاملين:

  • في مصانع إنتاج البطاريات أو مناجم الليثيوم، قد يتعرض العمال لجزيئات الليثيوم أو الأبخرة الكيميائية، مما يسبب:

    • تهيج الجلد والعينين.

    • مشكلات تنفسية عند استنشاق الغبار.

    • تأثيرات سامة على الجهاز العصبي عند التعرض المطول.

ب. عند تسرب البطاريات:

  • في حالة تلف أو انفجار بطاريات الليثيوم أيون، قد تتسرب مواد كيميائية خطرة مثل الليثيوم المعدني والالكتروليتات، مما يؤدي إلى:

    • حرائق صعبة الإطفاء.

    • تلوث الهواء والبيئة المحيطة.

3. المخاطر الصناعية:-

أ. انفجار أو اشتعال البطاريات:

  • بطاريات الليثيوم أيون عرضة للحرارة الزائدة أو الشحن الزائد، مما قد يؤدي إلى حرائق أو انفجارات بسبب تفاعل المواد الكيميائية الداخلية.

  • هذا يشكل خطرًا على الأجهزة الإلكترونية والهواتف والسيارات الكهربائية.

ب. عدم كفاءة إعادة التدوير:

  • حاليًا، نسبة صغيرة من بطاريات الليثيوم يتم إعادة تدويرها، مما يزيد من المخلفات الإلكترونية ويؤدي إلى فقدان الموارد.

4. المخاطر الاقتصادية والسياسية:-

أ. الاعتماد على دول معينة:

  • أكثر من نصف احتياطيات الليثيوم موجودة في مثلث الليثيوم (بوليفيا، تشيلي، الأرجنتين)، مما يجعل العالم يعتمد على هذه الدول.

  • أي اضطراب سياسي أو اقتصادي في هذه المناطق يمكن أن يؤثر على سلسلة الإمداد العالمية.

ب. زيادة الطلب والأسعار:

  • الطلب المتزايد على الليثيوم قد يؤدي إلى ارتفاع أسعاره، مما يزيد من تكلفة السيارات الكهربائية وأجهزة التخزين.

5. بدائل الليثيوم:-

  • العلماء يعملون على تطوير بدائل أكثر أمانًا واستدامة، مثل بطاريات الصوديوم أيون أو بطاريات الحالة الصلبة.

  • قد تكون هذه البدائل أقل تكلفة وأكثر أمانًا مع مرور الوقت.


  • الكلمات المِفتاحيّة (Keywords):

Lithium is the core of the economy and the future, What is Lithium, Where and how lithium is found in nature, Where lithium is found in nature, Forms of Lithium in nature, Lithium is the Earth’s lifeline from global warming, The most prominent uses of lithium metal, Potential Risks of  using lithium.


الليثيوم نواة الإقتصاد والمُستقبل، ما هو الليثيوم ؟، أماكِنْ وأشكال تواجُد الليثيوم في الطبيعة، أماكن تواجد الليثيوم، أشكال الليثيوم في الطبيعة، الليثيوم حبل نجاة كوكب الأرض من الاحتباس الحراري، أبرز استخدامات معدن الليثيوم، المخاطر المحتملة لاستخدام الليثيوم.
تعديل المقال
الأقسام

مقالات قد تهمك