Литиевая революция. По силам ли легчайшему из металлов победить нефть

Очередное снижение цен на нефть на фоне перспектив выхода на мировой рынок Ирана и застойных явлений в экономике Китая вновь заставляет задуматься о судьбе таких фундаментальных проектов, как развитие возобновляемой энергетики и ее воплощенного символа – электромобиля. Что может потеснить нефть с энергетического пьедестала нашей цивилизации.

Современные электромобили доказали, что они могут быть комфортным, удобным и приятным средством передвижения, к тому же весьма дешевым в эксплуатации. Все в них хорошо, кроме двух вещей – запас хода их батареи обеспечивают меньший, чем бензобаки, а цена этих батарей составляет значительную часть всей стоимости автомобиля. Вполне возможно, что если бы цена на батареи упала, то и желающих пересесть на электротягу было бы больше.

Рынок ждет дешевые и емкие аккумуляторы. Последние два десятилетия основные надежды были связаны с батареями на основе лития, что и дало основания назвать его «нефтью будущего». География литиевых месторождений стала занимать умы не только коммерсантов, но и политиков и военных.

Легчайший из металлов

Литий в два раза легче воды. Он в пять раз легче алюминия. Он режется ножом. Он стремительно поглощает газы. Он вспыхивает на воздухе. Нельзя сказать, что литий совсем уж редкость в земной коре – известно 28 его собственных минералов и около 130, где он присутствует как «сосед». Открыл литий шведский химик Иоганн Август Арфведсон еще в 1817 году, но только в 1855 году был получен чистый литий в более или менее приличном объеме. Именно тогда ученые столкнулись с удивительными свойствами этого металла. Долгое время к нему просто приглядывались, но в ХХ веке постепенно стало развиваться его применение.

Металлурги обнаружили ценные свойства лития как дегазатора и раскислителя, особенно ценным оказался он при производстве алюминия. Органические соединения лития послужили основой для превосходной смазки, сохраняющей свои свойства даже при антарктических морозах. Знаменитые ЦИАТИМы – это тоже литиевые смазки.

Литий широко используется в энергетике. В чистом виде он может быть и теплоносителем в атомных реакторах, и основной частью твердого ракетного топлива. Его соединение с дейтерием – топливо термоядерной бомбы. Но все же гораздо больше лития до начала 90-х годов уходило на производство разнообразных стекол – в том числе для телевизионных кинескопов, а также для высококачественной оптики. Мало того, еще до появления настоящих литиевых аккумуляторов его использовали в качестве присадки для кислотных электролитов.

Однако в начале 90-х годов все изменилось с появлением первых коммерчески успешных литиевых аккумуляторных батарей. И потребность в литии тут же стала расти, и, разумеется, начались лихорадочные поиски легчайшего металла по всему земному шару.

Где его взять?

Долгое время основной литиевой рудой считался сподумен – удивительный минерал, кристаллы которого могут напоминать здоровые бревна. Самый большой из них был найден в США, в штате Южная Дакота, где обнаружили кристалл длиной почти 13 метров!

Сподумен залегает в так называемых гранитных пегматитах – это жильные горные породы, которые образуются в гранитных массивах во время завершения их кристаллизации. Они насыщены различными минералами – из пегматитов можно добыть многие другие редкие элементы. Долгое время именно пегматиты были основными месторождениями лития.

Другим источником лития является озерная рапа, которая содержит соли натрия, магния и собственно лития. Подобные озера располагаются в пустынях континентальных горных районов США, Боливии, Чили и Китая. Достоинство этих месторождений – в простоте добычи и первичной переработке литийсодержащих веществ.