الموضوع يدور حول أخف المعادن في إنتاج البطاريات، فهناك العديد من المعادن في حياتنا ويمكننا الاستفادة منها في صناعة أشياء كثيرة منها المعادن الثقيلة ومنها المعادن الخفيفة، واليوم في هذا المقال سنتحدث عنها المعادن الخفيفة، والتي يمكن استخدامها في إنتاج البطاريات.
الليثيوم هو أحد العناصر الأخف وزنًا في الحالة الصلبة في الجدول الدوري، ويستخدم أيضًا تجاريًا وبكميات كبيرة.
نقاط حول أخف المعادن في صناعة البطاريات
- مقدمة لموضوع أخف المعادن في صناعة البطاريات.
- إنتاج الليثيوم.
- الليثيوم معدن طبيعي.
- تاريخ معدن الليثيوم.
- استخدام الليثيوم المعدني.
أنظر أيضا: دراسة المعادن وأنواعها
مقدمة لموضوع أخف المعادن في صناعة البطاريات
- الليثيوم هو أحد المعادن المعروفة بكونها خفيفة لأن العدد الذري لهذا المعدن هو ثلاثة فقط.
- كل ذرة تحتوي على ثلاثة بروتونات في نواتها.
- علاوة على ذلك، فإن الليثيوم هو أول فلز قلوي بالترتيب المعدني، ومعدن الليثيوم في المجموعة الأولى من الجدول الدوري.
- من الفضي إلى اللون الأبيض، وناعم للغاية وخفيف.
- يذوب هذا المعدن في درجات حرارة منخفضة جدًا، كما يفعل هذا المعدن.
- ينتج هذا المعدن العديد من مشتقاته ومركباته بكميات كبيرة ولأغراض تجارية عديدة، يعد هذا المعدن من المعادن الخفيفة جدًا.
- يعتبر بعض علماء الكونيات أيضًا أن الليثيوم هو أحد العناصر الثلاثة الرئيسية.
- من كان حاضرا في الكون عندما ولد ثلاثة عشر وسبعة من عشرة مليارات سنة.
- في ذلك الوقت، كان هناك انفجار كبير، وكان هذا الانفجار هو الذي تسبب في امتلاء الكون بالكثير من الهيدروجين.
- والهيليوم الساخن، بالإضافة إلى جزء ضعيف جدًا من جزيئات الليثيوم.
إنتاج الليثيوم
- يمكن الحصول على الليثيوم من محلول ملح في الماء.
- يوجد على شكل أملاح طبيعية توجد في الينابيع المعدنية.
- كما أنه موجود في مياه البحر بمعدل جزيء واحد لكل عشرة ملايين جزيء.
- قد يكون من الصعب اكتشاف وجود الليثيوم شديد الحرارة في الطبيعة، والسبب هو أن نشاطه الكيميائي يزداد بشكل كبير.
- يتفاعل هذا الليثيوم بسرعة وعندما يتعرض للهواء في الغلاف الجوي يتفاعل بسرعة مع النيتروجين.
- الموجود في الهواء، ويمكن تحويله مباشرة إلى نيتريد الليثيوم.
- كما يتفاعل مع المواد الأخرى، ويشكل الليثيوم حوالي 700.0٪، وهذه النسبة المئوية من نسبة المعادن في القشرة الأرضية.
الليثيوم معدن طبيعي
- الليثيوم هو معدن طبيعي يوجد بكميات ضئيلة وبكميات صغيرة جدًا في النباتات.
- لهذا السبب، سيتم نقله باستمرار إلى جسم الحيوانات، ومن هناك إلى جسم الإنسان.
- هذا المعدن ليس سامًا بشكل خاص للكائنات الحية، ولكن إذا دخل هذا المعدن إلى الجسم بكميات كبيرة جدًا، فقد يتسبب في الوفاة.
- من المعروف أن هذا المعدن يعطى للمرضى، وخاصة أولئك الذين يعانون من العديد من الأمراض العقلية.
- أثبت هذا أيضًا أنه معدن ناجح جدًا بالنسبة لهم، وتم استخدام معدن الليثيوم تجاريًا، وبحلول التسعينيات، كان المعدن يتم إنتاجه تجاريًا بكميات كبيرة.
- كما أنه يقتصر على الولايات المتحدة الأمريكية وقد تم تعدين هذا المعدن وبيعه أيضًا.
- ولكن بحلول بداية القرن الحادي والعشرين، أصبحت العديد من البلدان قادرة ويمكنها التنافس في سوق إنتاج الليثيوم.
- يأتي تصدير هذا المعدن من أستراليا التي تعد من أهم الدول لتصدير هذا المعدن.
- وكذلك دولة تشيلي، ودولة البرتغال، وإقليم بوليفيا هي إحدى الأراضي التي تحتوي على نصف احتياطيات العالم من هذا المعدن.
- لكن لم يتم إنتاجه بكميات كبيرة، ويمكنه أيضًا إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى معدن الليثيوم.
- للحصول على المركب الثانوي، مركب كلوريد الليثيوم.
اقرأ أيضًا: كيفية تمييز الذهب عن المعادن الأخرى
تاريخ معدن الليثيوم
- يأتي معدن الليثيوم من الكلمة اليونانية lithos، ويمكن أن تعني هذه الكلمة الحجر أو الصخر.
- هذا هو السبب في أن اسم المعدن يأتي من هذه الكلمة، حيث إنه موجود بكميات صغيرة جدًا في جميع أنواع الصخور تقريبًا.
- اكتشف العالم السويدي يوهان أوغست أرفيد عنصر الليثيوم أو المعدن.
- كان في عام ثمانية عشر مائة وسبعة عشر ميلاديًا، وكان أثناء دراسته للبتلات المعدنية.
- تم اكتشاف البتلايت المعدني من قبل عالم الطبيعة البرازيلي، والذي يسمى أو يسمى.
- Nut Bonifacio و oicafinoB ezoJ وفي تسعينيات القرن التاسع عشر.
- يتميز أيضًا بهذا العنصر من خلال كونه أبيض إلى رمادي اللون.
- يضيء أيضًا بنور يتحول إلى لون قرمزي للغاية عند إلقائه في النار.
- اكتشف جون آرفيدوس هذا العنصر في عام 1817.
- ويتكون هذا العنصر أو يحتوي على عنصر كيميائي غير معروف.
- وعمل Arvids طويلاً وشاقًا لفصل هذا العنصر عن المكونات الأخرى لمعدن البتلات.
- لكنه فشل في ذلك ولم يستطع فصله.
- لكنه كان قادرًا على فصل أملاح واحدة فقط ممزوجة بمعدن الليثيوم، ويمكن أن يُعزى هذا الاكتشاف إليه.
- الذي نجح في عزل أو فصل الليثيوم عن أي عنصر كيميائي آخر.
- أول كيميائي نجح كان العالم البريطاني روبرت بنسن.
- ومن استطاع في عام 1855.
- لنقل تيار كهربائي في خليط من كلوريد الليثيوم.
- من أجل فصل جزيئات الكلور عن معدن الليثيوم.
استخدام الليثيوم المعدني
- التطبيقات الصناعية: في بعض الصناعات الحديثة، يمكن أن يشارك الليثيوم في مجالات استخدام مهمة.
- يمكن استخدام الليثيوم في إنتاج بعض أنواع البطاريات.
- وهي جافة وقرصية، مثل بطاريات الساعات.
- والتي يمكن أن تحتوي على بطارية ليثيوم ذات عمر قياسي للغاية.
- هذا بالمقارنة مع البطاريات التقليدية.
- يمكن أن تكون مدة خدمتها أطول بحوالي أربع إلى عشر مرات من عمر البطارية التقليدية المصنوعة من الفولاذ.
- في الواقع، تعد بطاريات الليثيوم أيون اختراعًا حديثًا نسبيًا.
- التي ظهرت في الثمانينيات من القرن العشرين
- والتي أصبحت معترفًا بها على نطاق واسع ومدروسة جيدًا نظرًا لاستخدامها في عمل الآلات الإلكترونية ذات الأبعاد الصغيرة.
- كانت بطاريات الليثيوم شائعة أيضًا في أوائل القرن الحادي والعشرين.
- القادرة على إشعال الحرائق الكارثية.
- في هذا الوقت، يتم شحن بطاريات الكمبيوتر المحمول.
- تتكون من هذا العنصر لفترة طويلة بشكل ملحوظ.
- منذ ذلك الحين، تم تغيير المعادلة الكيميائية لبطاريات الليثيوم لجعلها أكثر أمانًا.
- لأن الليثيوم هو أحد العناصر التي تدخل في إنتاج ما يسمى بشحوم الليثيوم أو صابون الليثيوم.
- عندما يتم خلط خلية الليثيوم بالزيت، يمكن أن تكون قادرة على تشحيم جميع أنواع المعدات ذات درجة الحرارة العالية.
- ومنها محركات الطائرات وغيرها من آليات النقل والمواصلات، وذلك في بداية القرن العشرين.
أنظر أيضا: نتيجة خلط النحاس بالقصدير