Соль лития: ICSC 1109 — КАРБОНАТ ЛИТИЯ

Содержание

Карбонат лития |

Карбонат лития (углекислый литий) — соль щелочного металла лития и угольной кислоты. Химическая формула Li2CO3.

Карбонат лития представляет собой соль щелочного металла литий и угольной кислоты. Химическая формула литий карбоната – Li2CO3.

Карбонат лития применяется в пиротехнике, производстве стекол и пластмасс, электроизоляционного фарфора, ситаллов, а также в чёрной металлургии.
Самое широкое применения у карбоната лития в металлургии (десульфация стали).
Крупным потребителем карбоната лития является стекольная промышленность. Оксид лития сильно повышает химическую стойкость стекла.

Свойства литий карбонат

Образует бесцветные кристаллы. Кристаллизуется в моноклинной сингонии (а = 0,839 нм, b = 0.500 нм, с = 0,621 нм, b = 114,5°, z = 2, пространств. группа С2/с), плотность 2,11 г/см³ (при 0 °C), умерено растворяется в холодной воде и плохо в горячей. Температура плавления 732 °C.

Применение литий карбонат

Карбонат лития применяется в пиротехнике, производстве стекол и пластмасс, электроизоляционного фарфора, ситаллов, а также в чёрной металлургии (десульфурация стали), в сельском хозяйстве в качестве удобрения и кормовой добавки.

Кроме того, в психиатрии используется как нормотимик.

Самое широкое применения у карбоната лития в металлургии (десульфация стали).

Крупным потребителем карбоната лития является стекольная промышленность. Оксид лития сильно повышает химическую стойкость стекла, при его применении вместе с оксидом натрия. В состав стекла как правило вносят (0,1-0,4 %Li2O). Свыше 0,15 % Li2O в составе стекла приводит к:

  • понижению температуры плавления (выступает в роли флюса), что в свою очередь снижает энергозатраты и продлевает кампанию печи;
  • снижению вязкости стекломассы;
  • повышению качества и блеска готовой продукции, улучшает колер стекла.

В стеклоделии карбонат лития применяется как в чистом виде (в том числе и оксид лития), так и в составе различных минералов, таких как: петалит Li

2O·Al2O3·8SiO2(4,3-5,7 % Li2O), сподумен Li2O·Al2O3·4SiO2 (7,3-8 % Li2O), лепидолит (3,9-6 % Li2O), амблигонит (7-10 % Li2O).

Карбонат лития  используют  как легирующий компонент для обеспечения специальных свойств стекла и керамики, как компонент рафинирующих флюсов в производстве алюминия, как присадка в производстве эмалей и глазурей.

Хранение карбоната лития

Хранить вдали от сильных кислот. Хранить в закрытой таре.

Безопасность

Разлагается кислотами с выделением углекислого газа. Фтор сильно горит при контакте с карбонатом лития. При работе надевайте резиновые перчатки и защитные маски, чтобы защитить органы дыхания от пыли.

Купить карбонат лития

Компания Химпродукт предлагает купить карбонат лития

в Украине с наших складов в городах Киев, Харьков, Днепр, Одесса и Львов.

Подробную информацию, а также цену карбоната лития Вы можете узнать у наших менеджеров по телефонам:

+ 38 (098) 882 – 15 – 15 (Viber)

+ 38 (093) 880 – 15 – 15

+ 38 (066) 306 – 10 – 50

+ 38 (044) 228 – 08 – 72

либо задать вопрос на email: [email protected]

Также заказать карбонат лития Вы можете на нашем сайте chem.ua

Отправка заказов по Украине осуществляется службами доставки и собственным транспортом.

Ученые: натрий может стать более выгодной заменой литию в аккумуляторах

Международный коллектив ученых НИТУ «МИСиС», ИБХФ РАН и Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф установил, что вместо лития в аккумуляторах можно использовать натрий, «уложенный» особым способом. Натриевые батареи будут существенно дешевле, при этом не уступая по емкости литий-ионным, а в перспективе и превосходя их. Статья об исследовании опубликована в журнале Nano Energy.

Роль лития, а точнее, литий-ионных аккумуляторов в нашей жизни трудно переоценить. Они используются повсюду: в мобильных телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах, а также в наземном, водном и железнодорожном транспорте и космической технике. Литий-ионные батареи вышли на рынок в 1991 году, а уже в 2019 их изобретателям присудили Нобелевскую премию по химии — за революционный вклад в развитие технологий. При этом литий — дорогостоящий щелочной металл, а его запасы весьма ограничены. В настоящее время не существует близкой по эффективности альтернативы литий-ионным батареям. Из-за того, что литий один из самых легких элементов в периодической таблице Менделеева очень непросто найти ему замену для создания емких аккумуляторов.

Возможную альтернативу дорогостоящему металлу предложили ученые НИТУ «МИСиС», ИБХФ РАН и Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф под руководством профессора Центра Аркадия Крашенинникова. В ходе исследований было установлено, что если атомы внутри образца «уложить» определенным способом, то другие щелочные металлы также будут демонстрировать высокую энергоемкость. Наиболее перспективная замена литию — натрий, так как даже при двуслойной компоновке атомов натрия в структуре биграфена (два слоя графена — сверху и снизу) емкость такого анода становится сопоставимой с ёмкостью обычного графитового анода в литий-ионных аккумуляторах: около 335 мА*ч/гр (миллиампер-час на грамм материала) против 372 мА*ч/гр у лития. При этом натрий гораздо более распространен в природе, чем литий. Например, обычная поваренная соль наполовину состоит из этого элемента.

Особенный способ укладки атомов — не что иное, как расположение их в несколько слоев, один над другим. Такая структура создается путем перехода атомов из куска металла в пространство между двумя листами графена под высоким напряжением, что имитирует процесс заряда аккумулятора. Получается сэндвич — слой углерода, два слоя щелочного металла, и снова слой углерода.

«Долгое время считалось, что атомы лития в аккумуляторах могут располагаться только в один слой, в противном случае система будет нестабильна. Несмотря на это недавние эксперименты наших коллег из Германии показали, что при тщательном подборе методов можно создавать многослойные стабильные структуры лития между слоями графена. Это открывает широкие перспективы к увеличению емкости таких структур. Поэтому нам было интересно изучить возможность формирования многослойных структур с другими щелочными металлами, в том числе и с натрием, при помощи численного моделирования», — рассказывает один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Илья Чепкасов.

«Из нашего моделирования следует, что атомы лития гораздо сильнее связываются с графеном, однако увеличение числа слоев лития приводит к меньшей стабильности. Обратная тенденция наблюдается в случае натрия — при увеличении числа слоев натрия возрастает стабильность таких структур, это дает надежду на то, что такие материалы будут получены в эксперименте», — заключил

старший научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» и ИБХФ РАН Захар Попов.

Следующий шаг научной группы — создание экспериментального образца и изучение его в лабораторных условиях. Этим займется зарубежная часть команды из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф. В случае успеха можно будет говорить о создании нового поколения натриевых аккумуляторов, которые будут сопоставимы по емкости с литий-ионными, или даже будут превосходить их, стоя при этом в разы дешевле.

Neuroprotective properties of lithium salts during glutamate-induced stress | Pronin

1. Торшин ИЮ, Громова ОА, Майорова ЛА, Волков АЮ. О таргетных белках, участвующих в осуществлении нейропротекторных эффектов цитрата лития. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2017;9(1):78–83. [Torshin IYu, Gromova OA, Maiorova LA, Volkov AYu. Targeted proteins involved in the neuroprotective effects of lithium citrate. Nevrologiya, neiropsikhiatriya, psikhosomatika = Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2017;9(1):78–83. (In Russ.)]. doi: 10.14412/2074-2711-2017-1-78-83

2. Bolos V, Grego-Bessa J, de la Pompa JL. Notch signaling in development and cancer. Endocr Rev. 2007 May;28(3):339-63. Epub 2007 Apr 4.

3. Welsh GI, Proud CG. Glycogen synthase kinase-3 is rapidly inactivated in response to insulin and phosphorylates eukaryotic initiation factor eIF-2B. Biochem J. 1993 Sep 15;294 (Pt 3):625-9.

4. Shim M, Smart RC. Lithium stabilizes the CCAAT/enhancer-binding protein alpha (C/EBPalpha) through a glycogen synthase kinase 3 (GSK3)-independent pathway involving direct inhibition of proteasomal activity. J Biol Chem. 2003 May 30;278(22):19674-81. Epub 2003 Mar 30.

5. Пронин АВ, Гоголева ИВ, Торшин ИЮ, Громова ОА. Нейротрофические эффекты лития при ишемических и нейродегенеративных поражениях мозга. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2016;(2):99-108. [Pronin AV, Gogoleva IV, Torshin IYu, Gromova OA. Neurotrophic effects of lithium in ischemic and neurodegenerative brain lesions. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2016;(2):99-108. (In Russ.)].

6. Jho Eh, Lomvardas S, Costantini F. A GSK3beta phosphorylation site in axin modulates interaction with beta-catenin and Tcf-mediated gene expression. Biochem Biophys Res Commun. 1999 Dec 9;266(1):28-35.

7. Jope RS, Johnson GV. The glamour and gloom of glycogen synthase kinase-3. Trends Biochem Sci. 2004 Feb;29(2):95-102.

8. Ali A, Hoeflich KP, Woodgett JR. Glycogen synthase kinase-3: properties, functions, and regulation. Chem Rev. 2001 Aug;101(8):2527-40.

9. Ryves WJ, Harwood AJ. Lithium inhibits glycogen synthase kinase-3 by competition for magnesium. Biochem Biophys Res Commun. 2001 Jan 26;280(3):720-5.

10. Dudev T, Lim C. Competition between Li+ and Mg2+ in metalloproteins. Implications for lithium therapy. J Am Chem Soc. 2011 Jun 22; 133(24):9506-15. doi: 10.1021/ja201985s. Epub 2011 May 31.

11. Ребров ВГ, Громова ОА. Витамины, макро- и микроэлементы. Москва: ГЭОТАР- Медиа; 2008. 968 с. [Rebrov VG, Gromova OA. Vitaminy, makro- i mikroelementy [Vitamins, macro — and micronutrients]. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. 968 p.]

12. Гоголева ИВ. Влияние органических солей лития, магния, селена на элементный гомеостаз головного мозга на фоне экспериментальной хронической двусторонней окклюзии общих сонных артерий. Автореф. дисс. канд. мед. наук. Москва; 2009. 23 с. [Gogoleva IV. The effect of organic salts of lithium, magnesium, selenium on elemental homeostasis of the brain on the background of experimental chronic bilateral occlusion of common carotid arteries. Avtoref. diss. kand. med. nauk. Moscow; 2009. 23 p.]

13. Андреева НА, Стельмашук ЕВ, Исаев НК и др. Нейропротекторные эффекты ноотропного дипептида ГВС-111 при кислородно-глюкозной депривации, глутаматной токсичности и оксидатовном стрессе in vitro. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000;130(10):418-21. [Andreeva NA, Stel’mashuk EV, Isaev NK, et al. Neuroprotective properties of nootropic dipeptide GVS-111 in in vitro oxygen-glucose deprivation, glutamate toxicity and oxidative stress. Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny. 2000;130(10):418-21. (In Russ.)].

14. Громова ОА, Торшин ИЮ, Гоголева ИВ и др. Фармакокинетический и фармакодинамический синергизм между нейропептидами и литием в реализации нейротрофического и нейропротективного действия церебролизина. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2015;115(3):65-72. [Gromova OA, Torshin IYu, Gogoleva IV, et al. Pharmacokinetic and pharmacodynamic synergy between neuropeptides and lithium in the implementation of the neurotrophic and neuroprotective action of cerebrolysine. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2015;115(3):65-72. (In Russ.)].

15. Стельмашук ЕВ, Новикова СВ, Исаев НК. Влияние глутамина на гибель культивированных зернистых нейронов, индуцированную глюкозной депривацией и химической гипоксией. Биохимия. 2010;75(8):1150-6. [Stel’mashuk EV, Novikova SV, Isaev NK. Influence of glutamine on the death of cultured granular neurons induced by glucose deprivation and chemical hypoxia. Biokhimiya. 2010;75(8):1150-6. (In Russ.)].

16. Пронин АВ, Громова ОА, Сардарян ИС и др. Адаптогенные и нейропротективные свойства аскорбата лития. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2016;(12):86-91. [Pronin AV, Gromova OA, Sardaryan IS, et al. Adaptogenic and neuroprotective properties of lithium ascorbate. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2016; (12):86-91. (In Russ.)].

17. Zheng J, Liu Z, Li W, et al. Lithium posttreatment confers neuroprotection through glycogen synthase kinase-3beta inhibition in intracerebral hemorrhage rats. J Neurosurg. 2017 Oct;127(4):716-724. doi: 10.3171/2016.7.JNS152995. Epub 2016 Oct 14.

18. Foltz DR, Santiago MC, Berechid BE, Nye JS. Glycogen synthase kinase-3beta modulates notch signaling and stability. Curr Biol. 2002 Jun 25;12(12):1006-11.

19. Espinosa L, Ingles-Esteve J, Aguilera C, Bigas A. Phosphorylation by glycogen synthase kinase-3 beta down-regulates Notch activity, a link for Notch and Wnt pathways. J Biol Chem. 2003 Aug 22;278(34):32227-35. Epub 2003 Jun 6.

Соли лития — отличное лекарство от психических расстройств

Нейрон гиппокампа (красная окраска) с дендритными шипиками (зеленая окраска). Credit: Cheng Fang

: 24.10.2016

Еще греческий врач и философ Гален, живший во II веке нашей эры, советовал пациентам, страдающим от душевных расстройств, купаться и пить воду из горячих источников. Сейчас считается, что в тех источниках содержался литий. Соли лития на протяжении многих десятилетий используются как эффективный стабилизатор настроения при биполярном аффективном расстройстве (то, что раньше называлось маниакально-депрессивный психоз). Но как именно действуют соли лития, до сих пор было непонятно.

За последние два десятилетия накопилось достаточно данных, указывающих на связь между такими психическими заболеваниями как биполярное аффективное расстройство, аутизм, шизофрения и нарушениями развития мозга. В частности, это слишком большое или слишком маленькое количество синапсов и, соответственно, нервных связей, неправильная морфология (форма) нейронов в местах, где они образуют синапсы, аномалии дендритных шипиков – это маленькие мембранные выросты на дендритных отростках нервных клеток, способные образовывать синапсы и, соответственно, связи с другими нейронами.

Один из «подозреваемых» в причинах этих отклонений – сигнальный путь (последовательность молекулярных событий, передающая информацию в ответ на некий сигнал), который называют Wnt. Он важен для «общения» нервных клеток, расположенных недалеко друг от друга. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско выдвинули гипотезу о том, что ключевую роль может играть ген Dixdc1, кодирующий один из белков этого сигнального пути, и сравнили частоту мутаций в этом гене у людей с биполярным расстройством, аутизмом или шизофренией и у здоровых людей. Оказалось, что, хотя мутации в обеих группах встречаются редко, их частота выше у больных, чем у здоровых. Поэтому можно предположить, что мутации Dixdc1 повышают риск развития психических заболеваний.

Исследователи создали мышей с нокаутом («выключением») по гену Dixdc1. И, хотя грызуны – несовершенная модель психических расстройств человека, у этих мышей наблюдались симптомы, сходные с теми, которые бывают у психически больных людей: некоммуникабельность, сниженная мотивация и повышенная тревожность. Одновременно у них была снижена активность сигнального пути Wnt и было мало дендритных шипиков по сравнению с нормальными мышами.

Когда исследователи дали мышам с нокаутом по гену Dixdc1 препарат лития, состояние животных заметно улучшилось, а количество дендритных шипиков выросло до нормального уровня.

Эти данные подтверждают идею о том, что аномалии дендритных шипиков функционально связаны с поведенческими расстройствами и показывают возможный механизм действия солей лития. Ученые считают, что в основном эффект лития достигается тем, что он ингибирует фермент GSK3, который ингибирует активность Wnt. Минус на минус дает плюс, недостаточно активно работающий – вследствие дефекта Dixdc1 – сигнальный путь Wnt начинает функционировать интенсивнее, количество дендритных шипиков в головном мозге увеличивается, и исчезают болезненные симптомы.

Фото: https://www.flickr.com

Подготовила Мария Перепечаева

: 24.10.2016

Российские ученые нашли дешевую и надежную замену литиевым аккумуляторам

| Поделиться

Ученые из России разработали технологию использования натрия вместо лития в аккумуляторах. Они смогли добиться схожей емкости АКБ, что делает технологию весьма перспективной на фоне того, что натрий дешевле лития вследствие более широкого его распространения. Кроме того, батареи на его основе намного более стабильны в сравнении с литиевыми.

Достойная замена литию

Российские ученые нашли возможную альтернативу литию для использования в современных аккумуляторах. Команда отечественных специалистов из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН совместно с иностранными коллегами из Центра им. Гельмгольца в Дрезден-Россендорфе (Германия) под руководством профессора Центра Аркадия Крашенинникова нашла способ замены этого щелочного металла на другой – натрий.

Как сообщили CNews представители «МИСиС», использование натрия в элементах питания выгодно тем, что он представлен на Земле в значительно большем количестве, чем литий – к примеру, он есть даже в обычной поваренной соли. При этом его использование в АКБ не приведет к значительной потере емкости в сравнении с батареями на основе лития, который, к тому же, за счет ограниченных запасов этого металла, стоит заметно дороже натрия.

Как натрий работает в аккумуляторах

В ходе исследований российские ученые выяснили, что для достижения схожей с литиевым аккумулятором емкости при использовании натрия нужно «уложить» атомы элементов определенным, многослойным способом. Они экспериментировали с трехслойной структурой – слой атомов натрия сверху и снизу был закрыт слоями графена – перспективного материала, представляющего собой двухмерную решетку из атомов углерода.

Разница между однослойной и многослойной структурами АКБ

Особенный способ укладки атомов натрия заключается в их расположении в несколько слоев, находящихся один над другим. Подобная структура достигается за счет перехода атомов из металла в пространство между двумя листами графена под высоким напряжением, что имитирует процесс заряда аккумулятора. Получается своего рода «сэндвич» из слоя углерода, двух слоев щелочного металла (натрия) и дополнительного слоя углерода.

При такой структуре емкость аккумуляторов, по словам специалистов, становится схожей с емкостью стандартных литиевых батарей – 335 мАч/гр у натриевых (мАч на один грамм вещества) против 372 мАч/гр у литиевых

Надежность натриевых АКБ

Эксперименты по использованию натрия в элементах питания показали, что увеличение количества слоев не приводит к дестабилизации всего аккумулятора. Если бы вместо натрия применялся литий, эффект был бы прямо противоположный – чем выше число слоев, тем хуже была бы стабильность.

Авторы новой технологии натриевых аккумуляторов не сомневаются в ее эффективности

«Долгое время считалось, что атомы лития в аккумуляторах могут располагаться только в один слой, в противном случае система будет нестабильна. Несмотря на это недавние эксперименты наших коллег из Германии показали, что при тщательном подборе методов можно создавать многослойные стабильные структуры лития между слоями графена. Это открывает широкие перспективы к увеличению емкости таких структур. Поэтому нам было интересно изучить возможность формирования многослойных структур с другими щелочными металлами, в том числе и с натрием, при помощи численного моделирования», – отметил научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Илья Чепкасов, один из авторов исследования с использованием натрия в аккумуляторах.

Слова Ильи Чепкасова подтвердил его коллега Захар Попов, старший научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» и ИБХФ РАН. Он добавил, что, несмотря на тот факт, что атомы лития гораздо сильнее связываются с графеном, увеличение числа слоев лития приводит к меньшей стабильности. В случае натрия наблюдается обратная тенденция – рост числа слоев этого металла приводит к росту стабильности таких структур.

Что сегодня понимают под TestOps

Интеграция

Преимущество натрия над литием при использовании в элементах питания признал даже сам Джон Гуденаф (John Goodenough), создатель литий-ионной батареи и лауреат многих престижных премий. Весной 2017 г. совместно с группой исследователей из Техасского университета США он разработал технологию твердотельного аккумулятора с повышенной плотностью энергии. Новый тип батарей выдерживает температур до -60 градусов Цельсия, не взрывается от перегрева или повреждения оболочки, а при утилизации не вредит окружающей среде. Для накапливания энергии в такой батарее вместо лития используется натрий, который можно добывать даже из морской воды.

До отказа от лития еще далеко

На момент публикации материала разработка натриевых аккумуляторов находилась на стадии подготовки к созданию экспериментального образца, который в дальнейшем будет изучаться в лабораторных условиях. Притом выполнять эти работы будут иностранные коллеги российских ученых – из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф.

Несмотря на обилие альтернативных технологий, литиевые аккумуляторы по-прежнему используются повсеместно

Между тем, сроки начала распространения новых АКБ, даже примерные, специалисты не называют. Технология Джона Гуденафа, даже по прошествии более трех лет с момента анонса, тоже пока не применяется в производстве батарей.

Другая разработка «МИСиС»

В августе 2019 г. специалисты «МИСиС» разработали еще одну альтернативу литиевым элементам питания. Как сообщал CNews, они придумали принцип использования растения «борщевик» при производстве электродов для суперконденсаторов (СК). Созданная ими технология была протестирована в лабораторных условиях, и эксперимент завершился успехом.

По задумке ученых из МИСиС, в качестве сырья для производства электродов суперконденсаторов должны использоваться только стебли борщевика. Для их превращения в углеродный материал, а затем и в электроды они подвергаются обработке по особой технологии, включающей в себя ряд этапов, к примеру, обработку в соляной кислоте и насыщение углекислым газом.



Спектроскопическое исследование процессов сольватации и ассоциации в растворах соли лития в ионных и апротонных растворителях

  • Статья поступила: 06.06.2012 г.
  • УДК 539.196
  • Просмотров: 23
© Гафуров М.М.1,2, Кириллов С.А.3,4, Рабаданов К.Ш.1,2, Атаев М.Б.1,2, Третьяков Д.О.4

1 Аналитический центр коллективного пользования ДНЦ РАН, Махачкала, Россия

2 Институт физики им. Х.И. Амирханова ДНЦ РАН, Махачкала, Россия

3 Институт сорбции и проблем эндоэкологии НАН Украины, Киев

4 Межведомственное отделение электрохимической энергетики НАН Украины Киев

Исследованы спектры комбинационного рассеяния в смесях, содержащих низкотемпературную ионную жидкость этилметилимидазолиний бис(трифторметансульфонил)имид (EMIIm), солевой компонент литий бис(трифторметилсульфонил)имид (LiIm) и апротонный растворитель этиленкарбонат (EC). Установлено, что добавление к ионной жидкости соли лития влечет за собой образование ионных пар или более сложных катион-анионных агрегатов. Разбавление этих систем этиленкарбонатом ведет к сольва-тации ионов лития.

Ключевые слова: спектры комбинационного рассеяния, ионная жидкость, этилметилимидазолиний бис(трифторметансульфонил)имид, литий бис(трифторметилсульфонил)имид, сольватация

Белая горячка — Forbes Kazakhstan

Brad Swonetz for Forbes

Лука Эрцег рассчитывает сорвать джекпот в $4 млрд и составить конкуренцию целому континенту, а именно Южной Америке, доминирующей на литиевом рынке.

Стоя на краю выжженной солнцем долины Империал в районе Солтон Си, что на юге штата Калифорния, Лука Эрцег осматривает территорию. Это похоже на ландшафт из фильма «Безумный Макс» с его грязевыми вулканами высотой в человеческий рост, гигантскими геотермальными электростанциями, выбрасывающими пар в бледно-голубое небо, и гниющими останками тилапии, выброшенной на соленый берег. Воздух пропитан едкой смесью запахов серы, соли и мертвой рыбы. Так пахнут деньги.

Под ногами Эрцега на глубине примерно 6 тыс. футов находятся, возможно, самые крупные залежи лития в Северной Америке. Этот дорогостоящий элемент — ключевой компонент эры высоких технологий. Современный мир с айфонами и айподами, а также аккумуляторами для электромобилей непредставим без него. Делая ставку на растущую популярность электромобилей и, как следствие, повышение спроса на литий, Simbol Materials — новая компания Эрцега — планирует продавать тонны этого минерала, выкачивая его из самых глубин земли.

Этот дорогостоящий элемент — ключевой компонент эры высоких технологий

Литий содержится в геотермальном рассоле высокой температуры, который местные геотермальные электростанции извлекают на поверхность и нагревают до состояния пара, используемого для турбин, генерирующих электроэнергию. Simbol берет у них охлажденный раствор и извлекает литий. Если ожидания оправдаются, компания Simbol сможет составить конкуренцию транснациональным компаниям Южной Америки, в частности чилийской SQM, контролирующей на сегодняшний день оборот лития на суммы в миллиарды долларов США.

 «Это однозначно олигополия», — говорит Эрцег, 40-летний соучредитель и генеральный директор Simbol, который сумел найти необходимые для финансирования проекта $43 млн. Их предоставили японский конгломерат Itochu, а также Mohr Davidow Ventures и Firelake Capital из Силиконовой долины — компании с венчурным капиталом. «Мы очень хотим ускорить производство лития и возродить эту индустрию здесь, в США», — добавляет он.

Еще в 1990-е США доминировали на рынке добычи лития. В те времена компании добывали сверхлегкий элемент из сподумена — минерала, обнаруженного в Северной Каролине. Но в связи с возросшим спросом на ионно-литиевые батареи (который, в свою очередь, вырос благодаря революции в области бытовой электротехники) южноамериканские компании начали разработку обширных запасов лития, содержащихся в рассоле на глубине нескольких сотен футов в котловинах древних озер. Они откачивали рассол в огромные пруды-испарители, чтобы получить литий при помощи солнечных лучей. Данный метод оказался намного дешевле, чем разработка твердых пород. В литиевой индустрии США наступил спад.

По данным Геологической службы США (ГС США), в 2010 г. мировая добыча лития составила 25 300 т (агентство не предоставляет данные по отечественной добыче лития, так как единственный производитель компания Chemetall считает эту информацию конфиденциальной, что само по себе является очевидным показателем незначительной доли США на литиевом рынке). Согласно данным Геологической службы, мировые запасы лития составляют 13 млн т. По подсчетам компании Simbol, запасы лития в районе Солтон Си равны 800 тыс. т и оцениваются в $4 млрд.

Компания, в которой работают 52 сотрудника, со штаб-квартирой в пригороде Плезантон в области залива Сан-Франциско заключает контракты на литий с геотермальными компаниями. Simbol приобрела 150 акров земли для постройки первого собственного завода, который будет расположен по соседству со строящейся геотермальной электростанцией мощностью 50 МВт недалеко от г. Калипатрии, в районе Солтон Си. Компания будет выплачивать EnergySource — владельцу геотермальной электростанции — роялти от сбыта лития, добыча которого начнется в следующем году.

За прошедший год компания Simbol осуществила эксплуатацию демонстрационной установки, расположенной на территории близлежащей геотермальной электростанции, принадлежащей CalEnergy Generation. По трубам электростанции в минуту проходит около 6 тыс. галлонов рассола. Когда завод компании Simbol заработает на полную мощность, он будет ежегодно производить 16 тыс. тонн лития с помощью геотермальной электростанции мощностью 50 МВт. В настоящий момент Simbol перекачивает только незначительное количество этого объема и пропускает его через лабиринт труб и цистерн, для того чтобы отфильтровать диоксид кремния и другие примеси и получить литий. (Компания также планирует извлекать из добываемого рассола марганец и цинк.)

Noah Friedman-Rudovski/Bloomberg

Под этим песочком на глубине 6 тыс. футов, возможно, богатейшие залежи лития на континенте

Процесс занимает примерно полтора часа. Эрцег надеется, что ускоренный процесс производства позволит снизить затраты со стороны Simbol и обеспечит необходимую гибкость для корректировки уровня производства и рыночного спроса. Продукт на выходе из трубы — раствор хлорида лития. Он тоже котируется на рынке, но цель Simbol состоит в том, чтобы производить самый востребованный продукт — литий высокой чистоты, необходимый для аккумуляторов электромобилей.

Для этого хлорид лития нужно будет перевозить на новый завод компании Simbol, расположенный в нескольких милях, в пустынном городе Броли. Пока компания использует литий низкого качества, приобретаемый на рынке, и подвергает его запатентованному процессу фильтрации с получением карбоната лития чистотой 99,999%. «Это новое белое золото», — говорит Пол Гутвальд, вице-президент по вопросам маркетинга, рассматривая упаковку с карбонатом лития, похожую на дорогую столовую соль.

В одном углу завода стоит палета весом в 1 т с упакованным в пленку литием, готовым к отправке потенциальному покупателю. Эрцег, равно как и любой другой бизнесмен на его месте, не раскрывает розничную цену этого белого золота. Все, что касается стоимости, держится в строгом секрете, но аналитики считают, что цена лития, используемого в аккумуляторах и батареях, в настоящее время находится в пределах от $5 до 6 тыс. за тонну.

Это крайне изменчивый и неустойчивый бизнес. Крат­косрочный риск для таких компаний, как Simbol, состоит в том, что рынок окажется перенасыщенным литием, поскольку производители поспешат увеличить добычу в ожидании роста спроса на электромобили. Согласно ГС США, в 2010 г. около четверти добытого лития было использовано в производстве ионно-литиевых батарей, применяемых во всем, начиная с бытовой электротехники и заканчивая автомобилями.

Литиевая промышленность готова к рыночным передрягам

«Возможно, в США спроса пока и нет, — говорит Джош Грин, генеральный партнер Mohr Davidow — основного инвестора компании Simbol, — но он будет, так как Европа нацелена на сокращение выбросов углерода, а Азия планирует перейти на электромобили и оставить в стороне всю нефтегазовую инфраструктуру. Оба рынка продемонстрируют существенный рост в спросе на электромобили в последующую пару лет. А это значит, что литиевая промышленность готова к рыночным передрягам».

Компания Simbol не единственная литиевая компания в США, располагающая новыми технологиями. Western Lithium, к примеру, намерена разрабатывать неглубоко залегающие месторождения глины в штате Невада. Проезжая в арендованной Toyota Camry мимо ярко-зеленых полей люцерны и геотермальных электростанций (на сей раз скорее в стиле «Безумного Макса — 3»), Эрцег признает, что риск велик, но тут же добавляет, что качественных производителей можно по пальцам пересчитать.

«Мы ожидаем, что к 2020 году спрос на карбонат лития составит 280 000 тонн в год, — уверенно продолжает Эрцег. — Объем производства всего четырех геотермальных электростанций составляет 25% на этом рынке. А у нас в руках — один из богатейших геотермальных геологических ресурсов в мире».

Соленых озер стоит их лития | Research

Исследователи из Японии продемонстрировали исключительный потенциал гидратированного оксида титана для извлечения лития из рассола соленого озера, собранного на Салар-де-Уюни в Боливии, крупнейшей в мире соляной равнине.

Спрос на литий растет вместе с разработкой литий-ионных батарей. Эта нагрузка на дефицитные поставки ставит под сомнение стоимость и эффективность существующих методов сбора лития.

«Литий можно получить из твердых пород, соленых озер и морской воды», — объясняет Сонода Акинари, руководитель группы в Национальном институте передовых промышленных наук и технологий (AIST).В Японии единственным доступным источником является морская вода — почти неограниченный источник. Однако низкая концентрация лития в морской воде по сравнению с солеными озерами делает производство лития из морской воды более чем в десять раз дороже.

В процессе испарения можно получить карбонат лития из рассола, но это занимает несколько месяцев. Одна из сложностей заключается в том, что рассол представляет собой смесь множества различных солей, включая соли магния. Поскольку катионы лития и магния обладают схожими ионными свойствами, их чрезвычайно трудно отделить друг от друга.

Ионный обмен — более эффективный метод извлечения лития из источников с низкой концентрацией. Ионные сита пропускают более мелкие ионы, такие как литий, но блокируют более крупные ионы. Когда в рассол добавляется ионное сито, протоны в материале замещаются ионами лития. Таким образом, материал адсорбирует ионы лития, извлекая их из исходного раствора.

Для извлечения лития использовались ионные сита на основе оксида марганца. Фабио ла Мантиа, эксперт в области полупроводников и преобразования энергии из Рурского университета в Бохуме, считает исследование Акинари интересным, поскольку оно «отходит от классических манганатов, обычно исследуемых для селективного извлечения лития из рассолов, содержащих смешанные катионы».

Акинари объясняет, что они решили исследовать оксиды титана, потому что они более стабильны, чем манганаты при десорбции лития, поэтому их можно регенерировать и повторно использовать снова и снова. Для десорбции Li 2 TiO 2 обрабатывают кислотой, воспроизводя H 2 TiO 3 . Из-за узких центров обмена этот материал обладает замечательной селективностью в отношении лития по сравнению с другими катионами, содержащимися в рассоле, такими как натрий, калий, магний и кальций.

Ла Мантиа утверждает, что «использование воды из Салар де Уюни придает большую силу исследованию с точки зрения применимости». И Ла Мантии, и Акинари будет интересно узнать, так ли эффективен гидратированный оксид титана в морской воде. где концентрация лития крайне мала.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Жидкокристаллических комплексов литиевой соли с двойными олигомерами, содержащими оксиэтиленовые спейсеры.Подход к анизотропной ионной проводимости

  • 1

    Д. Демус, Дж. У. Гудби, Дж. У. Грей, Х. У. Списс и В. Вилл, ред. «Справочник по жидким кристаллам », Wiley-VCH, Weinheim, 1998.

    Google ученый

  • 2

    Д. Адам, П. Шухмахер, Й. Зиммерер, Л. Хойсслинг, К. Сименсмайер, К. Х. Эцбах, Х. Рингсдорф и Д. Хаарер, Nature , 371 , 141 (1994).

  • 3

    Н. Боден, Р.J. Bushby и J. Clements, J. Chem. Phys. , 98, , 5920 (1993).

  • 4

    M. Funahashi, J. Hanna, Phys. Rev. Lett. , 78, , 2184 (1997).

  • 5

    Райт П.В., Br. Polym. J. , 7 , 319 (1975).

  • 6

    П. Г. Брюс и К. А. Винсент, J. Chem. Soc., Faraday Trans. , 89, , 3187 (1993).

  • 7

    Ф. М. Грей, « Твердые полимерные электролиты », VCH, Нью-Йорк, 1991.

    Google ученый

  • 8

    Д. Э. Фентон, Дж. М. Паркер и П. В. Райт, Polymer , 14, , 589 (1973).

  • 9

    К. Ито и Х. Оно, Ионика твердого тела , 79 , 300 (1995).

  • 10

    К. Ито, Н. Нишина, Ю. Томинага и Х. Оно, Ионика твердого тела , 86-88 , 325 (1996).

  • 11

    Ито К., Нишина Н., Х.Оно, J. Mater. Chem. , 7 , 1357 (1997).

  • 12

    У. Лаутер, У. Х. Мейер и Г. Вегнер, Макромолекулы , 30 , 2092 (1997).

  • 13

    Ф. Б. Диас, С. В. Бэтти, Г. Унгар, Дж. П. Восс и П. В. Райт, J. Chem. Soc., Faraday Trans. , 92 , 2599 (1996).

  • 14

    Г. С. Макхэтти, К. Т. Имри и М. Д. Инграм, Electrochim. Acta , 43 , 1151 (1998).

  • 15

    Х. В. Св. А. Хаббард, С. А. Силлс, Г. Р. Дэвис, Дж. Э. Макинтайр и И. М. Уорд, Electrochim. Acta , 43 , 1239 (1998).

  • 16

    C.-J. Се и Г.-Х. Сюэ, Makromol. Chem. , 191 , 2195 (1990).

  • 17

    J. C. Hutchison, R. Bissessur и D. F. Shriver, Chem. Матер. , 8, , 1597 (1996).

  • 18

    V. Percec, D. Tomazos, J. Heck, H. Blackwell, and G, Ungar, J.Chem. Soc., Perkin Trans. 2 , 31 (1994).

  • 19

    M. Lee, N.-K. О, Х.-К. Ли и У.-К. Zin, Macromolecules , 29 , 5567 (1996).

  • 20

    М. Ли и Н.-К. О, J. Mater. Chem. , 6, , 1079 (1996).

  • 21

    В. Персек, Г. Йоханссон и Р. Роденхаус, Macromolecules , 25 , 2563 (1992).

  • 22

    В. Персек и Д. Томазос, J. Mater. Chem., 3 , 633 (1993).

  • 23

    Дж. В. Гудби, Г. Х. Мель, И. М. Саез, Р. П. Таффин, Г. Маккензи, Р. Озели-Велти, Т. Бенвегну и Д. Плюскеллек, Chem. Commun. , 2057 (1998).

  • 24

    А. К. Гриффин и Т. Р. Бритт, J. Am. Chem. Soc. , , 103, , 4957 (1981).

  • 25

    Ж.-И. Джин, Х.-Т. О, и J.-H. Park, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, , 343 (1986).

  • 26

    т.Като и Дж. М. Дж. Фреше, J. Am. Chem. Soc. , 111, , 8533 (1989).

  • 27

    Т. Като, Дж. М. Дж. Фреше, П. Г. Уилсон, Т. Сайто, Т. Урю, А. Фудзисима, К. Джин и Ф. Канеучи, Chem. Матер. , 5, , 1094 (1993).

  • 28

    Т. Като, в «Справочнике жидких кристаллов », Д. Демус, Дж. У. Гудби, Г. В. Грей, Х. В. Списс и В. Вилл, ред., Wiley-VCH, Weinheim, 1998, Vol. 2B, стр 969.

    Google ученый

  • 29

    С.Ujiie и K. Iimura, Macromolecules , 25, , 3174 (1992).

  • 30

    Х. Бенгс, Р. Ренкель, Х. Рингсдорф, К. Бэр, М. Эберт и Дж. Х. Вендорф, Makromol. Chem., Rapid Commun. , 12, , 439 (1991).

  • Побочные эффекты солей лития

    Литиевая интоксикация может проявляться разными способами, включая симптомы со стороны центральной нервной системы, нервно-мышечные, желудочно-кишечные, сердечно-сосудистые, почечные и другие, менее частые группы симптомов.
    В лучшем случае существует грубая корреляция между уровнем лития в сыворотке крови и симптомами литиевой интоксикации. В качестве приблизительного руководства для клинической практики можно предположить, что уровни лития в сыворотке 1,5 ммоль / л или более обычно приводят к нежелательным побочным эффектам. Явные признаки литиевой интоксикации почти всегда наблюдаются при уровне лития в сыворотке крови 2,0 ммоль / л и более. Уровень 3,5 ммоль / л и более может привести к смерти.
    Отравление литием нельзя исключить просто на основании того факта, что уровень лития в сыворотке крови находится в терапевтических пределах.В случае сомнений может быть полезно определить концентрацию лития в ткани мозга с помощью ЯМР-спектроскопии. В качестве альтернативы можно измерить концентрацию лития в эритроцитах.
    Риск необратимого повреждения органов, особенно мозга и почек, увеличивается со временем, когда организм подвергается воздействию токсичных концентраций лития. Поэтому, если у пациента диагностирована интоксикация литием, важно действовать немедленно.
    Отравление литием может быть вызвано одной большой передозировкой солей лития (т.е. как часть попытки самоубийства) или снижение почечного клиренса лития в результате, например, заболевания почек. Поскольку на функцию почек может влиять множество факторов, абсолютно необходимо, чтобы врачи знали обо всем, что может предрасположить их отдельных пациентов к отравлению литием.
    Врачи, которые проводят профилактику литием, должны иметь хорошую фармакологическую подготовку, иметь опыт проведения и наблюдения за долгосрочным лечением литием, а также уметь строить отношения взаимного доверия между собой, своим пациентом и, если возможно, людьми. которые являются частью психосоциальной среды пациента.

    Виды

    в растворах солей лития в диметилсульфоксиде, пропиленкарбонате и диметилкарбонате из данных комбинационного рассеяния: мини-обзор

    Наши недавние рамановские исследования сольватации катионов и анионов и образования пар ионов в растворах солей лития в диметилсульфоксиде, пропиленкарбонате и диметилкарбонат дается краткий обзор. Особое внимание уделяется различиям в наших и существующих данных и концепциях. Как следует из наших результатов, сольватационные числа катионов в растворах низкие (~ 2) и не согласуются с предыдущими измерениями.Показано, что это несоответствие возникает из-за правильного учета димеризации, водородных связей и конформационных равновесий в растворителях, которые не учитывались в ранних исследованиях. Другой спорный вопрос касается отсутствия свободных ионов в растворах солей лития в карбонатных растворителях и утверждения о том, что перенос заряда в карбонатных растворах вызывается SSIP. Прямые доказательства природы носителей заряда в исследуемых растворителях получены путем анализа колебательной динамики.Было обнаружено, что время столкновения свободных анионов невелико и свидетельствует о слабом взаимодействии между анионами и молекулами растворителя. В SSIP время столкновения на порядок больше, что означает сильное взаимодействие между анионами и катионами. В CIP время столкновения становится короче, чем в SSIP, что отражает преобразование структуры концентрированных растворов в структуру расплавленных солей.

    1. Введение

    Из-за своей чувствительности к молекулярным взаимодействиям между функциональными группами молекул и ионами вибрационная спектроскопия, пожалуй, самый мощный инструмент для изучения видообразования в неводных растворах.Эта проблема активно развивалась в прошлом [1] и теперь представляет большой интерес для неводных электролитов, используемых в литий-ионных батареях [2]. Особенно важно знать состав и структуру частиц, то есть сольватированных катионов, сольватированных анионов и различных видов ассоциатов, включая ионные пары, разделенные растворителем (SSIP), контактные ионные пары (CIP) и более сложные агрегаты, присутствующие в растворах. , потому что их образование и реакционная способность считаются определяющими для создания границ раздела твердых электролитов, возникающих в процессе заряда / разряда в батареях.В случае аккумуляторных электролитов экспериментаторы лишены возможности выбирать простейшие модельные растворители, чтобы сделать изменения, сопровождающие сольватацию, более яркими, и вынуждены работать с довольно сложными реальными системами. Следует отметить, что их собственное равновесие, вызванное водородными связями, изомеризацией и так далее, в растворителях, используемых в батареях, обычно присутствует. Это делает спектроскопические исследования состава в электролитах аккумуляторных батарей сложной задачей.

    В наших недавних работах [3–7] описаны фазовые диаграммы, проводимость и спектры комбинационного рассеяния растворов шести солей лития: тетрафторбората лития LiBF 4 , перхлората LiClO 4 , бис (оксалат) бората LiB (C 2 O 4 ) 2 , трифторметилсульфонат LiCF 3 SO 3 , нитрат LiNO 3 и бис (трифторметилсульфонил) имид LiN (CF 3 SO 3 ) 2 в диапазоне концентраций от 0.От 05 до 0,25 мольных долей соли (от разбавленных растворов до смесей расплавленных сольватов LiX · 4S с LiX, где X — анион) в трех растворителях, диметилсульфоксиде, (CH 3 ) 2 SO (DMSO) , пропиленкарбонат, C 4 H 6 O 3 (PC), и диметилкарбонат, C 3 H 6 O 3 (DMC). Все эти соли и растворители используются в промышленной и лабораторной практике. Солевые растворы в различных смесях ПК и ДМК, а также фторированных ДМК разновидностей легко доступны на рынке в качестве растворителей для коммерческих литий-ионных аккумуляторов.ДМСО — перспективный растворитель для литий-кислородных батарей [8–10]. Особое внимание было уделено равновесию в исследуемом растворителе. В ДМСО [11, 12] и ДМК [13] они включают диполь-дипольные взаимодействия между молекулами. В ПК следует учитывать как диполь-дипольные взаимодействия, так и водородные связи [14, 15].

    Что касается видообразования в растворах ДМСО, признаки катионной сольватации были охарактеризованы в ценных исследованиях [16–19], и было обнаружено, что до четырех молекул ДМСО образуют сферу сольватации иона Li + , взаимодействующего с это через отрицательно заряженный атом кислорода группы S = O.Это сольватационное число можно скорректировать, поскольку ДМСО представляет собой упорядоченную ассоциированную жидкость, но равновесие димеризации не принималось во внимание в исследованиях сольватации. В растворах ПК сольватация спектроскопически видна как взаимодействие ионов Li + с атомом кислорода группы C = O [20, 21]. Это приводит к разложению димеров, существующих в этой связанной и водородно-связанной жидкости [22]. Число сольватации изменяется от 4 до 2 при увеличении концентрации раствора [23–25].Спектроскопические исследования сольватации в ДМК, который не считается ни упорядоченным, ни водородно связанным, показали, что сольватация ионов Li + сильно влияет на конформационные равновесия, стабилизирующие цис-транс-конформер [26]. Сольватационные числа, определенные спектроскопическими методами, равны 4 [26].

    Сольватация катионов обычно описывается в терминах электростатического притяжения, тогда как сольватация анионов считается возникающей либо из-за электростатического притяжения между положительно заряженными атомами водорода метильных групп растворителя и атомами кислорода или фтора аниона, либо из-за образования водородных связей между ними. .Сольватация анионов в растворах солей лития в ДМСО проявляется в спектрах КР в области растягивающих колебаний CH 3 -колебаний в виде сдвига вверх и уширения соответствующих линий, свидетельствующих о взаимодействии анионов с молекулами растворителя [18, 19, 27]. В растворах ПК признаки сольватации анионов менее определенны [22], и о спектроскопических проявлениях сольватации анионов в растворах ДМК не сообщалось.

    Спаривание ионов в растворах электролитов проявляется в появлении лишних линий в области валентных колебаний анионов.Например, при добавлении к ДМСО LiClO 4 и LiNO 3 появляются новые линии на высокочастотной стороне линий, соответствующих полносимметричным (A 1 ) колебаниям Cl-O и () NO анионов. . Для перхлоратов линия 933 см −1 отнесена к свободным невозмущенным анионам, линия 938-939 см −1 принадлежит анионам в SSIP [28], а линия 944–946 см −1 № отражает наличие ХИП, в которых возмущения аниона наиболее сильны [29, 30].Сдвиги линий для нитратов [16, 31, 32] и трифторметилсульфонатов [17] аналогичны. Данных об ионном спаривании ионов очень мало [33, 34]. Бис (трифторметилсульфонил) имид-анион в растворах существует в виде цис- и транс-конформеров, причем последние более стабильны [35, 36]. Наиболее интенсивная линия КР на 740 см −1 соответствует симметричному изгибному (A 1 ) колебаниям CF 3 и удобна для изучения явлений ионного спаривания [37, 38]. Для исследования явления образования пар ионов в бис (оксалато) боратах была рекомендована линия на 724 см −1 , соответствующая симметричному (A 1 ) изгибу O-B-O [39].

    Сигнатуры ионного спаривания в ПК распознаются в системах, содержащих анионы [20, 22], [24], [40] и [41]. Некоторые из этих данных противоречивы. В частности, Aroca с соавторами показали, что в растворах LiClO 4 -PC линия 933 см −1 соответствует свободным анионам, линия 938 см −1 принадлежит SSIP, а линия 944 см. см −1 отражает наличие CIP. Бруксби и Фосетт не согласны с этим отнесением, считая, что в растворах NaClO 4 -PC линии, соответствующие свободным анионам, SSIP и CIP, проявляются при 930, 933 и 938 см −1 соответственно [22].Что касается растворов DMC, то в системе LiAsF 6 -DMC обнаруживаются свободные анионы, SSIP, CIP и даже более сложные агрегаты [26].

    В [3–7] видообразование в растворах солей лития в ДМСО, ПК и ДМК было впервые описано явно, без каких-либо произвольных предположений, в одном эксперименте. Были обнаружены сольватированные катионы, анионы, SSIP и CIP, и их концентрации были определены с учетом равновесия, существующего в растворителях. В этой статье мы кратко рассмотрим эти данные с особым акцентом на различиях в наших и существующих концепциях.В частности, мы предлагаем объяснение низких сольватационных чисел катионов в растворах и подчеркиваем, что они происходят из-за правильного учета процессов ассоциации в исследуемых растворителях. Во-вторых, мы показываем, что различия в концентрациях CIP в растворах различных солей можно понять с точки зрения энергии диссоциации ионных пар, полученной с помощью квантово-химических расчетов. Наконец, мы предполагаем, что сольватационные равновесия в растворах в значительной степени определяются донорными числами растворителей.

    2. Детали эксперимента

    Соли и растворители лития, предварительные операции с ними, контроль их качества и приготовление растворов описаны в [4]. Рамановские спектры возбуждались линией 532 нм твердотельного (Nd: YAG) лазера и регистрировались в Аналитическом центре общего доступа Дагестанского научного центра РАН, Махачкала, на конфокальном рамановском микроскопе (Senterra, Bruker, г. Германия) с объективом камеры 20x, щелью 50 × 100 мкм и разрешением 3 см −1 .Было накоплено не менее 20 сканирований при поляризованной () и деполяризованной () геометрии рассеяния с временем интегрирования 20 с. Первые и вторые буквы в нижних индексах обозначают состояние поляризации падающего и рассеянного излучения соответственно; V означает вертикальное, а H — горизонтальное. Зная () и (), где — бегущее волновое число, были рассчитаны так называемые изотропные и анизотропные профили линий: Поскольку все исследованные линии являются резко поляризованными, ниже представлены только изотропные спектры.

    Явления сольватации и спаривания ионов возмущают молекулы растворителей и анионов, которые проявляются в спектрах комбинационного рассеяния света как появление новых линий, соответствующих колебаниям новых структурных единиц. Эти новые линии расположены в непосредственной близости от линий невозмущенных частиц, что приводит к составным линиям. Их разложение выполнено методом, описанным в [42], где экспериментальные спектры моделируются суммой следующих выражений: где, если и если, — скорость света, — волновое число максимума линии, — некоторые параметры , — модифицированная функция Бесселя второго рода.Это выражение более гибкое, чем обычно используемая функция Фойгта, и широко используется для разложения линий перекрытия [43]. Чтобы найти зависимость количества частиц, присутствующих в растворах, от концентрации солей лития, считалось, что значения пропорциональны интегральным интенсивностям изотропных линий. Поскольку отсутствуют данные о рассеивающих способностях частиц в свободном состоянии, сольватационной сфере, SSIP и CIP, их возможные различия на нынешнем уровне наших знаний не принимались во внимание.

    Мы пропускаем какое-либо подробное описание колебательных спектров чистых ДМСО, ПК и ДМК; его можно найти в [44–46]. Во всех процедурах обработки спектров учитывается наличие всех линий в исследуемых областях. Для простоты на рисунках мы приводим результаты расчетов линий, непосредственно участвующих в межчастичных взаимодействиях (см. Пояснения ниже), и не говорим об изменении параметров других линий, видимых в выбранных спектральных окнах.

    3.Результаты и обсуждение
    3.1. Спектроскопические признаки сольватации

    При добавлении солей лития спектры комбинационного рассеяния растворителей претерпевают изменения: происходит сдвиг и уширение исследуемых линий, а в результате сольватации появляются новые линии. Репрезентативные спектры комбинационного рассеяния, отражающие сольватацию катионов, представлены на рисунке 1 вместе с их подборками. Составная линия в области () симметричного колебания растяжения CSC может быть разложена на три составляющие линии, соответствующие мономерной (-1 см), димерной (-1 см) и сольватирующей (-1 см). ) Молекулы ДМСО.В случае ПК линия, соответствующая (А 1 ) колебаниям дыхательного кольца, может быть разложена на трехкомпонентные линии, характерные для мономерной ( −1 см), димерной ( −1 см) и сольватирующей ( см −1 ) молекулы ПК. В растворах ДМК линия, соответствующая деформациям ОСО (А 1 ), также может быть разложена на трехкомпонентные линии, характерные для мономерной (см −1 ), димерной (см −1 ) и сольватирующей (см ). −1 ) Молекулы DMC.


    Сольватация анионов проявляется в изменении спектров комбинационного рассеяния света, показанных на рисунке 2. Разложение спектров растворов солей лития в ДМСО в области валентного колебания () СН дает двухкомпонентные линии. Концентрационная зависимость их интенсивностей показывает, что высокочастотная составляющая (~ 2919 см −1 ) соответствует несвязанным молекулам ДМСО, а низкочастотная (~ 2913 см −1 ) принадлежит молекулам растворителя, входящим в состав сольватационная сфера аниона и связанный с ними водород.


    При добавлении соли общая линия ПК, соответствующая валентным колебаниям (А 1 ) СН, изменяется незначительно. Однако зависимость данных от концентрации показывает, что при повышении концентрации происходит четкое перераспределение интенсивности между низкочастотными и высокочастотными компонентами. По мере увеличения высокочастотной составляющей (~ 2941 см −1 ) и уменьшения интенсивности низкочастотной составляющей (~ 2930 см −1 ) можно быть уверенным, что первая принадлежит молекулам ПК, попадающим в сольватационную сферу. аниона и связанного с ними водорода, тогда как последний отражает присутствие несвязанных молекул растворителя.

    В растворах ДМК поведение валентного колебания (А 1 ) СН в растворах солей в ДМК аналогично поведению СН-колебания в растворах ДМСО. Происходит расщепление линии, и в соответствии с концентрационной зависимостью линии расщепления можно отнести к низкочастотной составляющей (~ 2919 см −1 ), соответствующей несвязанным молекулам ДМК, и высокочастотной (~ 2913 см −1 ), принадлежащих молекулам растворителя, которые входят в сольватную сферу аниона и связаны с ними водородными связями.

    Измерения интенсивности позволяют найти зависимость количества частиц, присутствующих в растворах, от концентрации солей лития LiX,. Используя эти зависимости от концентрации, можно рассчитать среднее число молекул растворителя, связанных с катионами и анионами (сольватационное число, координационное число или так называемая функция Бьеррума), где — равновесная концентрация молекул растворителя, связанных с ионом, и — общая концентрация соли. Оказывается, что для катионов значения практически не зависят от концентрации, равной ок.2 (рисунок 3). Это значение намного меньше, чем обычно получается в других работах. Причина такого расхождения заключается в том, что в предыдущих исследованиях [17, 19] не учитывались никакие равновесия в растворителях, в первую очередь равновесие димеризации. В этом случае спектры комбинационного рассеяния, подобные показанным на рисунке 1, разложены на две линии вместо трех в наших работах; то есть спектр растворителя моделируется двумя линиями, соответствующими несольватирующим и сольватирующим молекулам.Различия в посадках с тремя и двумя линиями под огибающую составной линии проанализированы в [4]. Репрезентативные данные показаны на рисунке 4. Различия между экспериментальной и расчетной интенсивностями (рисунок 4, нижние панели) визуально означают, что трехстрочная аппроксимация лучше отражает реальность. Соответствующая статистика (таблица 1) подтверждает это утверждение. Это означает, что игнорирование возможных равновесий в растворителях может привести к значительному увеличению расчетной концентрации сольватированных ионов и, следовательно, к более высокому (т.е.е., ошибочно) значения числа сольватации.

    9048

    Параметры посадки Три линии Две линии

    664,7 6664
    674,3 673,73
    Наилучшая взвешенная сумма квадратов 3,6557 × 10 3 1.0218 × 10 4
    Среднеквадратичная ошибка 3,7212 6,2452
    Доля взвешенного отклонения 1,0756 × 10 −3 3,63 −3
    0,99998 0,99996



    В отличие от катионов, среднее координационное число анионов существенно зависит от концентрации и варьируется в широких пределах (рисунок 5).


    3.2. Спектроскопические признаки ионного спаривания

    Признаки ионного спаривания в растворах проявляются прежде всего в виде дополнительных линий, появляющихся в окрестности интенсивных линий, соответствующих невырожденным колебаниям анионов. Например, добавление LiBF 4 к ДМСО разбивает линию на три компонента при 760, 763 и 768 см -1 , которые могут быть отнесены к анионам в свободном состоянии, в SSIP и в CIP, соответственно (рис. 6). Эволюция интегральных интенсивностей компонентных линий, позволяющая найти концентрации свободных анионов и ионных пар во всех исследованных растворах, показана на рисунке 7.Данные для нитратных растворов не представлены, поскольку спектры растворителя сильно перекрываются и не могут быть разложены.


    Как следует из данных, представленных на рисунке 7, концентрация ХИПов в растворах солей лития в ДМСО уменьшается в следующем порядке анионов:. Интересно, что энергии диссоциации ионных пар Li + A , полученные с помощью квантово-химических расчетов (метод B3LYP / 6-311 +), можно расположить в том же порядке (таблица 2).Это означает, что существует минимальная потенциальная энергия парных взаимодействий (580 кДж моль -1 ), ниже которой контактные ионные пары в растворах солей лития в ДМСО не могут образовываться, а количество ХИП в растворах солей в ДМСО определяется величиной энергия диссоциации контактных ионных пар. Если эти соображения верны, можно предположить, что растворы нитратов в ДМСО содержат максимальную концентрацию CIP.


    905 значительные усилия были предприняты, чтобы понять 5 Рамановские спектры растворов LiClO 4 в ДМСО, ПК и ДМК.В [28–30] линии 929, 932 и 937 см –1 , появляющиеся в системе LiClO 4 -ДМСО, приписываются анионам в свободном состоянии, в SSIP и в CIP, соответственно. Аналогичная обработка разделенных линий для системы NaClO 4 -ДМСО была сделана Бруксби и Фосеттом [22], а для нанокапелек LiClO 4 -H 2 O была произведена Guo et al. [47]. В карбонатных растворителях данные четко показывают наличие двух типов -содержащих частиц с линиями при = 932.5 и 937 см −1 в ПК и при = 933 и 942 см −1 в DMC. Сравнивая этот результат с результатами, полученными для растворов ДМСО, можно предположить, что в ПК и ДМК свободные анионы отсутствуют, и только SSIP и CIP обнаруживаются в рамановском режиме. С другой стороны, Баттисти и его коллеги [20] предпочли отнести линии с низким волновым числом к ​​свободным, а линии с высоким волновым числом — к анионам в SSIP.

    Данные о проводимости [3] могут оказаться полезными для того, чтобы различить эти два назначения.Если следовать заданию, выполненному Баттисти и его коллегами [20], и учесть, что линии перхлората на 932,5 и 937 см −1 в ПК и на 933 и 942 см −1 в DMC соответствуют свободным анионам и SSIP, соответственно (обозначение 1 на рисунках 7 (f) и 7 (g)) порядок растворителей для увеличения концентрации свободных анионов следующий, а порядок для уменьшения концентрации SSIP. Такие порядки не имеют ничего общего с порядком увеличения проводимости растворителей [3].Если учесть, что линии на 932,5 (ПК) и 933 см −1 (DMC) принадлежат SSIP, а линии на 937 (ПК) и 942 см −1 (DMC) — к CIP (Назначение 2 на рисунках 7 ( е) и 7 (ж)) наличие свободных анионов в ПК и ДМК следует исключить во всем исследованном диапазоне концентраций. Такое рассмотрение приводит к порядку растворителей для увеличения концентрации свободных анионов как и к порядку уменьшения концентрации SSIP как, что полностью совпадает с порядком растворителей для увеличения проводимости.В [5] подчеркивалось, что наш вывод является первым доказательством теории Фуосса [48], которая утверждает, что SSIP действительно вносят вклад в ток проводимости.

    Отсутствие сольватированных анионов в системах LiClO 4 -PC и LiClO 4 -DMC, в отличие от системы LiClO 4 -DMSO, не может быть объяснено значениями диэлектрической проницаемости растворителя, так как DMSO и PC имеют много более высокая диэлектрическая проницаемость, чем у DMC (таблица 3). Вероятно, в игре правят числа доноров, поскольку количество доноров ДМСО почти вдвое больше, чем у ПК и ДМС (табл. 3).


    Анион Энергия диссоциации ионной пары, кДж моль −1

    9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9047 9048 594
    594
    580
    521



    ДМСО PC DMC

    ε 8 9048 3 9048 [9] [2]
    DN 29,8 [16] 15,1 [51] 17,2 [51]

    3.3. Спектроскопические признаки ионного спаривания: колебательная динамика

    Дополнительная возможность, позволяющая объяснить отсутствие свободных ионов в растворах солей лития в карбонатных растворителях и доказать утверждение, что перенос заряда в карбонатных растворах вызывается SSIP, представляет собой анализ колебательная динамика в исследуемых системах.Для этого необходимо использовать подход, основанный на функциях временной корреляции (TCF) колебательной дефазировки, подробно описанный в [42, 43]. TCF могут быть получены с помощью преобразований Фурье спектров комбинационного рассеяния: где — скорость света. Обычно считается, что основной причиной уширения линий при комбинационном рассеивании является так называемая колебательная дефазировка. Взаимодействие частицы с окружающей средой (возмущения) приводит к зависящим от времени изменениям (модуляции) частоты колебаний частицы и сдвигам фазы колебаний.Если экспоненциально изменяется во времени, где — время модуляции, а ОКФ колебательной дефазировки можно выразить уравнением Кубо, где — второй колебательный момент (дисперсия возмущений). Как следует из существующих теорий (подробнее см. [42, 43]), время модуляции обычно считается равным времени между столкновениями в жидкостях,. В зависимости от возмущения меняются ВКФ и спектр. Если (подвижное окружение частицы, слабые возмущения и неспецифические взаимодействия) TCF являются экспоненциальными, а спектры имеют лоренцеву форму.Если (взаимодействия сильные, специфические и направленные; молекула и ее окружение образуют жесткую квазирешетку) TCF и спектры становятся гауссовскими. Другой параметр процесса — время дефазировки, определяемое как интеграл по,.

    Расчеты были выполнены методом, предложенным в [42, 43], согласно которому (2) может быть аналитически преобразовано Фурье, давая следующую форму: Как только и известны, могут быть построены, подогнаны к уравнению Кубо (5), и проанализированы. На рисунке 8 показаны типичные TCF для свободных анионов, SSIP и CIP.Их поведение очень характерно. Оказывается, время дефазировки свободных анионов невелико. В SSIP становятся длиннее, и соответствующие TCF «покрывают» TCF свободных ионов. В CIP становятся короче, а соответствующие TCF остаются в пределах TCF SSIP.


    Анализ времени модуляции кажется еще более простым (таблица 4). В свободных анионах они короткие и свидетельствуют о слабом взаимодействии между анионами и окружающей их средой (молекулами растворителя). В SSIP они на порядок длиннее, что означает сильное взаимодействие между анионами и катионами.В CIPs, появляющихся в более концентрированных растворах, становятся короче, чем в SSIP, вероятно, демонстрируя, что структура концентрированных растворов приобретает черты расплавов солей, для которых короткие вполне очевидны [49]. Это подтверждает наши предположения о природе носителей заряда в карбонатных растворителях. Более подробное описание этих результатов будет дано в наших следующих статьях.

    05 0,4 17 ± 0,04

    c, м.ф. LiClO 4 -DMSO LiClO 4 -DMC LiClO 4 -PC
    , пс , пс , пс , пс , пс , пс , пс , пс , пс

    Свободный анион
    0.05
    0,1 9048 0,2
    0,25
    9 ± 1 2,7 ± 0,3 5,3 ± 0,3
    0,1 1,3 ± 0,2 9 ± 1 0,4
    0,15 1,3 ± 0,2 8 ± 1 2,9 ± 0,4 7,9 ± 0,4
    0,2 1,2 2.8 ± 0,5 9,7 ± 0,5
    0,25 1,1 ± 0,2 6 ± 1 2,8 ± 0,5 10,0 ± 0,5
    0,1 3,0 ± 0,3 2,1 ± 0,3 1,0 ± 0,2 2,0 ± 0,2 0,76 ± 0,04
    0,15 2,4 ± 0,1 7,3 ± 0,6 0,9 ± 0,1 0,8 ± 0,1 0,86 ± 0,03 0,23 ± 0,05
    0,2 1,48 0,64 ± 0,09 0,9 ± 0,1 0,4 ± 0,1 0,84 ± 0,03 0,13 ± 0,03
    0,25 1,37 ± 0,02 0,25 ± 0,04 1,0 ± 0,1 0.82 ± 0,03 0,13 ± 0,03

    Погрешность менее 1%. Погрешность менее 2%.
    4. Заключение

    В этой статье представлен краткий обзор наших рамановских исследований сольватации катионов и анионов и ионного спаривания в растворах литиевых солей в ДМСО, ПК и ДМК, а именно тетрафторборат, перхлорат, нитрат, бис (оксалато) борат, трифторметилсульфонат и бис (трифторметилсульфонил) имид.Особое внимание уделяется различиям в наших и существующих данных и концепциях. Как показывают наши данные, низкие значения сольватационного числа катионов (~ 2) в растворах не согласуются с предыдущими измерениями. Показано, что это несоответствие возникает из-за правильного учета возможных равновесий в изученных растворителях, таких как димеризация (ДМСО и ПК), водородные связи (ПК) и конформационные равновесия (ДМС), которые не учитывались в ранних исследованиях. Этот непредвиденный результат имеет некоторые аналогии в молекулярно-динамическом моделировании ионной сольватации и, вероятно, требует пересмотра существующих данных по сольватным числам.Другой спорный вопрос касается отсутствия свободных ионов в растворах солей лития в карбонатных растворителях и утверждения о том, что перенос заряда в карбонатных растворах вызывается SSIP. Чтобы подтвердить этот вывод, было проанализировано количество доноров, которое в PC и DMC вдвое выше, чем в DMSO. Это означает, что в DMSO преобладают сольватационные эффекты, тогда как в PC и DMC на первый план выходит ионное спаривание. Кроме того, различия в концентрациях CIP в растворах различных солей можно понять с точки зрения энергий диссоциации ионных пар, полученных с помощью квантово-химических расчетов.Еще более прямые доказательства природы носителей заряда в карбонатных растворителях были получены с помощью анализа колебательной динамики. Было обнаружено, что времена модуляции (столкновения) для свободных анионов короткие и свидетельствуют о слабом взаимодействии между анионами и молекулами растворителя. В SSIP они на порядок длиннее, что означает сильное взаимодействие между анионами и катионами. В CIP становится короче, чем в SSIP, что отражает преобразование структуры концентрированных растворов в структуру расплавленных солей.

    Конкурирующие интересы

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    М. Б. Атаев и М. М. Гафуров поддержаны Фондом фундаментальных исследований Российской Федерации (грант № 13-03-00384А) и Министерством образования и науки Российской Федерации (Государственный контракт № 16.552.11.7092).

    Соль и энергия: первый взгляд на литиевые равнины Боливии [Слайд-шоу]

    Литий, необходимый для батарей, питающих все, от наших ноутбуков до электромобилей будущего, может больше, чем когда-либо, поступать из обширных солончаков Южной Америки

    Кредиты: © Эйтан Хаддок
    • СЕРЫЕ ЗОЛОТО: В конце концов, все, что осталось от этого промышленного процесса, — это соль карбоната лития.Цены на этот ключевой компонент литий-ионных аккумуляторов подскочили с 300 до 3000 долларов за метрическую тонну в течение пяти лет, и ожидается, что эта тенденция сохранится, если электромобили получат широкое распространение … Добыча лития уже ведется в Атакаме, Чили, крупнейшем в мире нынешнем поставщике «серого золота». Боливия, однако, надеется вскоре превзойти своего соседа … © Эйтан Хаддок

    • ТУРИЗМ ?: Хотя в этом районе появляются первые признаки туризма, местные операторы Уюни опасаются, что добыча лития будет иметь необратимые негативные последствия. воздействие на природное наследие Боливии, если не будет проведена оценка экологического риска… © Эйтан Хаддок

    • УСИЛИВАЮЩЕЕ ИСПАРЕНИЕ: Еще один экспериментальный участок в середине площади проводит исследования по оптимизации скорости испарения. © Эйтан Хаддок

    • Реклама
    • ПРОГРЕСС ПЛАНИРОВАНИЯ: разбиты большие пруды-испарители, которые скоро будут заполнены рассолом. Через несколько лет великолепный соляной поддон здесь заменят пруды, каналы, трубопроводы, насосные системы и грузовики… © Эйтан Хаддок

    • АНАЛИЗ РАССОЛА: Марица Валлерос, металлург завода, отвечает за анализ рассола. Здесь она измеряет скорость испарения. Одной из задач концентрирования и извлечения лития будет нейтрализация большого количества магния в рассоле … © Эйтан Хаддок

    • SALT SAVIOR ?: Директор завода Марчелло Кастро погружает руки в рассол, который он считает, что это ключ к прогрессу и индустриализации Боливии. © Эйтан Хаддок

    • ЛИТИЕВЫЙ СУП: Под тонкой коркой на глубине не более 20 сантиметров находится сине-зеленый рассол, богатый минералами, в том числе драгоценным литием. © Эйтан Хаддок

    • Реклама
    • РАЗВЕДКА СОЛИ: Первая экспериментальная установка по добыче соли нового типа находится в Рио-Гранде на границе салара. Боливия инвестировала 5,7 миллиона долларов в этот пилотный проект, чтобы определить лучший способ извлечения лития… © Эйтан Хаддок

    • ЯРКИЙ СВЕТ: На протяжении поколений аймара люди переносили чрезвычайно суровые условия, собирая поваренную соль для потребления человеком, разбивая корку с помощью основных инструментов. Карина, четырехлетняя, не носит солнцезащитных очков, поэтому ее родители закрасили ее глаза углем для защиты от резких бликов … исключительная скорость испарения в самом засушливом регионе на Земле отвечает за образование и дальнейшую концентрацию лития и других минералов… © Эйтан Хаддок

    • САЛАР ДЕ УЮНИ: Салар де Уюни в Боливии — крупнейший соляной бассейн в мире. Под его коркой находится самая большая в мире концентрация лития, оцениваемая США в 5,4 миллиона метрических тонн … © Эйтан Хаддок

    • Реклама
    Реклама

    Информационный бюллетень

    Станьте умнее. Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.

    Поддержите научную журналистику

    Откройте для себя науку, меняющую мир.Изучите наш цифровой архив 1845 года, в котором есть статьи более 150 лауреатов Нобелевской премии.

    Подпишитесь сейчас!

    Где встречаются Чили, Аргентина и Боливия

    Самый легкий из металлов может вызывать сильнейшие удары. Литий, который используется в наших телефонах, ноутбуках и электромобилях, необходим для нашего мира, работающего от батарей. Спрос на литий быстро увеличивался, поскольку годовое потребление на мировом рынке увеличивалось на 8,9 процента в год. Этот спрос будет только усиливаться по мере того, как гибридные и электрические транспортные средства, системы хранения энергии и портативная электроника станут все более распространенными.В то время как литий был обнаружен на каждом из шести обитаемых континентов, Чили, Аргентина и Боливия, вместе именуемые «литиевым треугольником», обеспечивают более 75 процентов мировых запасов под своими солончаками.

    Литиевый треугольник — одно из самых засушливых мест на земле, что усложняет процесс добычи лития: горняки должны бурить ямы в соляных отмелях, чтобы выкачивать соленый, богатый минералами рассол на поверхность. Затем они позволяют воде испаряться в течение нескольких месяцев, образуя смесь солей калия, марганца, буры и лития, которую затем фильтруют и оставляют для повторного испарения.По прошествии от 12 до 18 месяцев процесс фильтрации завершается, и карбонат лития может быть извлечен.

    Хотя извлечение лития относительно дешево и эффективно, возникает вопрос об устойчивости и долгосрочном воздействии. Иными словами, принесет ли добыча лития пользу миру и его жителям или нанесет ущерб обществу и окружающей среде? Возможно, литиевый треугольник даст некоторые ответы.

    Экономические и социальные факторы в игре

    В Боливии находится Салар-де-Уюни, самая большая в мире соляная равнина, площадь которой составляет 4 000 квадратных миль.Под этим чудом природы находятся огромные залежи лития, составляющие около 50 процентов всех земных запасов. В 2008 году вице-президент Боливии Альваро Гарсиа Линера заявил, что этот природный ресурс поможет 40 процентам граждан, живущих в крайней бедности, «обучая их в научных и технологических областях, чтобы они стали частью интеллигенции в глобальная экономика.» Это мнение нашло отражение в политике и действиях правительства, в страстном заявлении «100 процентов Estatal!» Или в полном контроле со стороны государства Боливии над добычей лития, которая будет происходить на Салар-де-Уюни.

    Однако эти идеалы еще не реализованы. Боливия может быть богата природными ресурсами, но это очень бедная страна, что делает перспективы автономной работы проектов по добыче лития невелики. Добыча лития требует значительных финансовых и технологических вложений, и ни одна иностранная фирма не хотела уступить контроль, если бы она делала эти инвестиции. Только в 2018 году Боливия нашла партнера. Немецкая фирма ACI Systems Alemania создала совместное предприятие с правительством Боливии и запланировала инвестиции в размере 1 доллара США.3 миллиарда на промышленное использование лития.

    Это совместное предприятие, однако, не выглядело как настоящее партнерство и, конечно, не было тем, что представлял Гарсиа Линера. Местное население не пользуется плодами работы, проводимой рядом с их домами. Неквалифицированным работникам из числа коренного населения предлагалось мало рабочих мест, не говоря уже о хорошо оплачиваемой работе. Эти опасения вызвали недавние протесты в городе Потоси, где расположен Салар де Уюни, которые требуют более высоких гонораров и большего распределения доходов от добычи лития.3 ноября 2019 года правительство отменило закон о создании совместного предприятия с ACI Systems Alemania. Этот опыт аналогичен тому, как Боливия когда-то позиционировалась как главный владелец запасов природного газа, но потеряла любую потенциальную прибыль из-за иностранной эксплуатации. Официальных заявлений от правительства не было, но известно, что беднейшая страна Латинской Америки мало что выиграет от соглашений, которые передают права на добычу полезных ископаемых иностранным компаниям в погоне за быстрой, но мимолетной прибылью.

    В Аргентине разворачивается похожая история. Под исконной землей коренных жителей Атакамас находятся запасы лития стоимостью в миллиарды долларов, которые годами привлекали внимание горнодобывающих компаний. Одна из таких компаний, совместное канадско-чилийское предприятие под названием Minera Exar, заключила соглашение с шестью общинами коренных народов с ожидаемым объемом продаж 250 миллионов долларов США в год. Minera Exar изначально установила, что каждое сообщество будет получать ежегодный платеж в размере от 9 000 до 60 000 долларов США, но свидетельства местных жителей усложняют эту картину.Луиза Хорхе, жительница и руководитель Сускеса, сказала, что «литиевые компании забирают миллионы долларов с наших земель… они должны что-то вернуть. Но это не так ».

    Местные жители не должны изо всех сил платить за канализацию и адекватные ресурсы, в то время как удаленные фирмы получают прибыль от своих природных ресурсов. Необходим пересмотр правовой базы, регулирующей добычу лития, поскольку нынешняя система учитывает интересы и прихоти таких компаний, как Minera Exar. В то время как правительство провинции в Аргентине контролирует права на добычу полезных ископаемых, Атакамы обладают собственными законными правами.Однако эти права были ущемлены из-за отсутствия официального процесса переговоров между местными сообществами и горнодобывающими компаниями. Таким образом, интересы горнодобывающих компаний в конечном итоге чрезмерно представлены в контрактах, а лидеры местных сообществ не знают, сколько денег и поддержки они должны рассчитывать на получение. Этот процесс символизирует более широкое наследие эксплуатации в Латинской Америке и требует срочной реформы. Такая реформа не будет беспрецедентной, поскольку Аргентина ранее приняла международные стандарты для обеспечения того, чтобы общины коренных народов «по возможности участвовали в выгодах от такой деятельности и получали справедливую компенсацию за любой ущерб, который они могут понести в результате такой деятельности.”

    Не следует отказываться от инвестиций в добычу лития. Sales de Jujuy, горнодобывающая компания, которая работает непосредственно в Аргентине, добывает литий на соляной равнине Олароз и четко определила цель налаживания взаимовыгодных и взаимопонимающих партнерских отношений с местными жителями, о чем свидетельствует тот факт, что 65 процентов ее сотрудников являются представителями коренных народов. . Этим сотрудникам платят около 1000 долларов США в месяц, что является выше средней по региону и в целом удовлетворительной заработной платой по стране.Кроме того, Sales de Jujuy предоставляет медицинские и стоматологические услуги и предоставляет микрозаймы для поддержки здоровья и инноваций среди местных жителей. Добыча лития, , действительно, имеет потенциал для подъема сообществ, с которыми она взаимодействует, но это может иметь место только в том случае, если компании уважают и уделяют приоритетное внимание местным условиям и голосам, что до сих пор было исключением, а не правилом.

    Экологический друг или враг?

    Для извлечения лития в Боливии, Аргентине и Чили требуется значительное количество воды, примерно 500 000 галлонов на тонну лития.В чилийском Салар-де-Атакама добыча лития, осуществляемая различными компаниями, потребляет 65 процентов водоснабжения региона. Это не только привело к крайней нехватке воды, но и существенно повлияло на возможности местных фермеров выращивать урожай и содержать скот.

    Дополнительное воздействие на окружающую среду добычи лития заключается в том, что она наносит вред почве и загрязняет воздух и и без того ограниченное водоснабжение. Например, в Тибете при добыче лития в Китае произошла утечка химических веществ, таких как соляная кислота, в реку Лики, что привело к отравлению рыбы и убийству домашнего скота.Подобные последствия наблюдаются уже в Литиевом треугольнике. В Чили местные жители критиковали горнодобывающие компании за загрязнение их вод и покрытие ландшафтов одеялами из выброшенной соли. В Аргентине уроженцы провинций Сальта и Катамарка утверждали, что операции компаний по добыче лития привели к загрязнению ручьев, которые используются людьми и домашним скотом для орошения сельскохозяйственных культур.

    Однако сторонники добычи лития утверждают, что литий-ионные батареи необходимы в борьбе с неблагоприятными последствиями глобального потепления.Аккумуляторная батарея имеет относительно высокую плотность мощности, что позволяет ей хранить больше энергии в течение более длительных периодов времени. Производители электромобилей, такие как Tesla, подталкивают водителей к переходу на экологически чистые заменители двигателей внутреннего сгорания с батарейным питанием. Увеличение количества электромобилей на дорогах станет мощным способом борьбы с изменением климата за счет сокращения выбросов парниковых газов и выбросов. По оценкам Министерства энергетики, углеродное загрязнение электромобилей на 60 процентов ниже, чем у автомобилей с бензиновым двигателем.В таком экологически чистом штате, как Калифорния, он будет на 80 процентов ниже.

    Однако спасение планеты не должно происходить за счет разрушения хрупких экосистем. Добычу лития нельзя рассматривать как долгосрочное или справедливое решение, если она способствует истощению запасов воды и загрязнению воздуха, что имеет серьезные и разнородные последствия для местных сообществ, которые уже во многих отношениях пытаются сводить концы с концами.

    Будущее с батарейным питанием

    Добыча лития нуждается в серьезной реформе, чтобы она приносила универсальную пользу.Крупнейшие игроки в добыче лития должны придерживаться принципов прозрачности и сотрудничества с местными органами власти Литиевого треугольника. Чили, Аргентина и Боливия могли бы возглавить усилия по исследованию и систематизации данных, проливающих свет на воздействие добычи и добычи полезных ископаемых. В этом направлении уже достигнут прогресс, например, в Чили Народный совет Атакамы установил станции мониторинга в лагуне на своей солончаковой равнине, чтобы отслеживать изменение уровня воды. В этом отношении могут и должны быть предприняты дальнейшие шаги для обеспечения того, чтобы «зеленая революция» не подвергала опасности людей и окружающую среду, которые она обещает защищать.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *