بهار نیوز - آیا لیتیوم، نفت بعدی خواهد بود؟

گروه علم و فناوری: لیتیوم یک ماده معدنی تجدیدناپذیر است که استحصال انرژی تجدیدپذیر را ممکن می‌سازد. حال سوال این است که با توجه به استفاده بی‌رویه از این ماده، آیا لیتیوم در آینده تبدیل به نفت بعدی خواهد شد؟

تغییر به سمت تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر با سرعت زیادی در حال انجام است. در سال ۲۰۱۸ آنها ۲۶.۲ درصد از کل تولید انرژی را تشکیل داده‌اند و پیش‌بینی می‌شود طی چند دهه آینده این روند به طرز چشمگیری افزایش یابد.در هسته اصلی بحث سوخت‌های تجدیدپذیر و بحث آب و هوا بحثی به همان اندازه مهم در مورد آینده حمل و نقل پایدار وجود دارد. موتورهای احتراق داخلی یا خودروهای ICE ممکن است به اوج بهره وری خود رسیده باشند، اما هنوز هم گازهای مضری را وارد محیط زیست می‌کنند.بنابراین طی سال‌های اخیر تصمیم گرفته شده است تا صنعت خودرو به سمت برقی کردن خودروها برود تا از آسیب بیشتر به محیط زیست جلوگیری شود. در این راه نیز باتری‌ها نقش اصلی را ایفا می‌کنند. اکنون باتری‌ها در زندگی روزمره ما نه تنها در خودروهای برقی ما بلکه در لپ‌تاپ‌ها، موبایل‌ها و بسیاری از وسایل دیگر ما نیز حضور دارند. اما تمام این باتری‌ها به چیزی موسوم به "لیتیوم"(lithium) احتیاج دارند که یک ماده تجدیدناپذیر است.

باتری‌های لیتیوم-یونی یا باتری‌های لیتیومی به طور کلی وقتی فاکتور مقرون به صرفه بودن را در نظر بگیرید، بسیار مؤثرتر و پایدارتر از هر روش دیگر توسعه باتری هستند. آنها همچنین در مقایسه با گزینه‌های دیگر دارای چگالی انرژی قابل توجهی هستند که باعث می‌شود آنها برای همه دستگاه‌ها و خودروهای برقی مناسب باشند.اما تهیه مقدار زیادی لیتیوم مورد نیاز برای ادامه تولید باتری‌ها در واقع کاملاً برای محیط زیست مضر است. در حقیقت، اگر زیرساخت‌های تهیه و استخراج این مواد معدنی کنترل نشود، به یک فاجعه زیست محیطی منجر می‌شود.بیش از ۵۰ درصد از کل ذخایر لیتیوم جهان در منطقه‌ای به نام "مثلث لیتیوم" در آمریکای جنوبی است. این منطقه آرژانتین، بولیوی و شیلی را در بر می‌گیرد و یکی از خشک‌ترین مکان‌های روی کره زمین است.

کارگران معدن برای استخراج لیتیوم از زمین، با حفر سوراخ در زمین و پمپاژ آب‌نمک داخل آن شروع می‌کنند و سپس آب‌نمک را رها می‌کنند تا روی سطح بماند. در این هنگام، مایع تبخیر می‌شود و مجموعه‌ای متراکم از مواد معدنی باقی می‌ماند. تقریباً ۱۲ تا ۱۸ ماه طول می‌کشد تا همه آبها تبخیر شود و جمع آوری مواد معدنی شروع شود. شایان ذکر است که هر بار انجام این فرآیند به یک تن آب نیاز دارد.این فرآیند ۵۰۰ هزار گالن برای تولید هر تن لیتیوم مصرف می‌کند. برای مثال در شیلی، استخراج لیتیوم ۶۵ درصد از کل آب منطقه را مصرف کرده است.این فرآیند استخراج از معادن همچنین می‌تواند مواد سمی دیگر را از طریق آب‌های زیرزمینی یا باران‌های اسیدی به منابع آب اطراف منتقل کند. این روند در آمریکای شمالی و کشورهای توسعه یافته کمی تمیزتر انجام می‌شود، اما باز هم محققان در این مناطق متوجه تغییراتی در حیات وحش ۱۵۰ مایل دورتر از این معادن شدند.

همه این‌ها نشانگر این است که خودروهای برقی و تولید باتری به آن بی‌ضرری هم که گفته می‌شود نیستند و فرآیند استحصال لیتیوم به خودی خود برای محیط زیست مضر است.استخراج لیتیوم به محیط اطراف آسیب می‌زند و باعث ایجاد آسیب‌های زیست محیطی در دوردست نیز می‌شود.با این وجود، لیتیوم یک ماده معدنی نسبتاً فراوان است که به طور طبیعی وجود دارد و از لحاظ نظری لیتیوم کافی برای استخراج به اندازه صدها سال وجود دارد. بنابراین باید فرآیند استخراج آن بهینه‌سازی شود تا به محیط زیست آسیب نرساند.روش‌هایی برای تولید لیتیوم از طریق فرآیندهایی که مصرف انرژی بالایی دارند از جمله استخراج با آب دریا مطرح شده است.تقاضا برای تولید لیتیوم همچنان ادامه دارد و قیمت هر تن از آن نیز همواره در حال افزایش است. هر تن از ‌آن در سال ۲۰۱۴ تقریبا ۶.۵ هزار دلار قیمت داشت. در سال ۲۰۱۶ به ۹ هزار دلار رسید و امروز قیمت هر تن از آن ۱۷ هزار دلار است.

تولید و جغرافیای منابع لیتیوم نیز ممکن است در آینده صنعت لیتیوم تاثیرگذار باشند. اغلب لیتیوم جهان در سرزمین‌های متعلق به کشورهای غیر ثروتمند واقع شده است. این امر منجر به شیوه‌های استخراج غیراخلاقی و عدم مراقبت از محیط زیست و نزاع‌های شدید سیاسی برای به دست آوردن کنترل این ثروت بالقوه در آینده خواهد شد.موقعیت جغرافیایی این ماده معدنی همچنین پتانسیل تاسیس سازمانی مشابه برای نفت موسوم به "اوپک" را دارد تا بتواند کنترل تولید و توزیع این ماده معدنی را در دست بگیرد. روشی که ما در صنعت لیتیوم می‌بینیم، از بسیاری جهات اکنون به مرحله پایان دوره کودکی یا قبل از بلوغ خود می‌رسد، مشابه آنچه در ابتدای رونق نفت در جهان روی داد.

بازیافت باتری‌های لیتیومی نیز فرآیندی نسبتاً جدید است و هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و به طور کلی بازیافت مقرون به صرفه باتری‌ها دشوار است، بنابراین به سهم بزرگی انجام نمی‌شود.از آنجا که کاتد لیتیوم با استفاده تخریب می‌شود، تهیه یک تصویر شیمیایی دقیق از آنچه در آن باتری برای اهداف بازیافتی اتفاق می‌افتد، دشوار است. این بدان معناست که در سناریوی باتری در مقیاس کوچک مانند گوشی‌های هوشمند یا سایر باتری‌ها، بازیافت باتری منطقی نیست.تولید کنندگان مدرن باتری نیز به دلیل رقابت در این صنعت، نحوه تولید باتری‌های خود را مخفی نگه می‌دارند. بنابراین هیچ شرکت بازیافتی نمی‌تواند ایده خوبی از چگونگی بازیافت باتری‌های مختلف بدون آزمایش گسترده روی آن باتری‌ها داشته باشد.در پایان می‌توان گفت که آینده تولید باتری‌های لیتیومی روشن به نظر می‌رسد، اما آینده محیط زیست در نتیجه استخراج لیتیوم نامشخص است و با رشد سریع فناوری و توسعه باتری‌ها، به نظر می‌رسد لیتیوم در حکم نفت بعدی برای جهان باشد.