لیتیوم؛ فرصت است یا تهدید؟ / لزوم تحول در باتری خودروهای برقی

به گزارش تجارت‌نیوز ، توجه به عنصرِ لیتیوم به عنوان تولیدکننده انرژی، نشان‌دهنده مسیری است که اتکای بشر به تولید سوخت فسیلی را کم می‌کند. لیتیوم به عنوان سبک‌ترین فلز شناخته شده در این سیاره، اکنون به طور گسترده در دستگاه‌های الکتریکی نظیر تلفن‌های همراه و لپ تاپ گرفته تا اتومبیل‌ها و هواپیماها استفاده می‌شود.

به گزارش یورونیوز ، باتری‌های لیتیوم یونی، بیشتر به عنوان تامین‌کننده انرژی خودروهای الکتریکی معروفند. در همین راستا قرار است تا سال 2030، 60درصد از فروش خودروهای جدید را به خود اختصاص دهند. برای مثال، باتری خودروی تسلا مدل S حدود 12 کیلوگرم لیتیوم مصرف می‌کند و تسلا را به یکی از پیشتازان عرصه تولید خودروی برقی بدل کرده است.

مزارع رنگارنگ لیتیوم آمریکای جنوبی

در حال حاضر، تقاضا برای لیتیوم بی‌سابقه است و بسیاری از کارشناسان می‌گویند که برای حرکت به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر، چنین تقاضایی برای لیتیوم ضروری است. با این حال، این مسیر بدون هزینه نیست و استخراج عنصر شیمیایی می‌تواند برای محیط زیست مضر نیز باشد.

لیتیوم راهی برای خروج از اتکای ما به سوخت‌های فسیلی است. لیتیوم استخراج شده از برخی نقاط دنیا (به عنوان مثال دریاچه ارومیه در ایران) بیشتر به خاطر تامین انرژی خودروهای الکتریکی به کار برده می‌شود.

لیتیوم را در مناطقی می‌توان یافت که سرشار از ذخایر طبیعی باشند. در مرز شیلی، آنجایی که آرژانتین و بولیوی به هم می‌رسند، می‌توان مزارعی را دید که مجموعا بیش از یک چهارم لیتیوم جهان را استخراج و تولید می‌کنند؛ نمکزار سالار د آتاکاما در شمال شیلی!

رنگ‌های زنده مزارع لیتیوم یا حوضچه‌های استحصال این عنصر، به دلیل غلظت‌های مختلف کربنات لیتیوم ایجاد می‌شود. رنگ مزارع لیتیوم می‌تواند از سفیدِ صورتی تا فیروزه‌ای و حتی زرد قناری تغییر پیدا کند.

آیا لیتیوم هم به سرنوشت نفت گرفتار می‌شود؟

هر نوع استخراج منابع زیرزمینی برای سیاره زمین مضر است؛ زیرا حذف این مواد خام می‌تواند منجر به تخریب خاک، کمبود آب، از بین رفتن تنوع زیستی، آسیب به عملکرد اکوسیستم و افزایش گرمایش جهانی شود.

اما وقتی از استخراج حرف می‌زنیم، از استخراج سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز هم نباید غافل شد. متأسفانه، لیتیوم نیز با وجود هموار کردن راه برای آینده‌ای الکتریکی، زیر همین چتر قرار می‌گیرد. لیتیوم را می‌توان به عنوان ماده معدنی تجدیدناپذیری توصیف کرد که انرژی تجدیدپذیر را ممکن می‌کند. نکته عجیب اینجاست که اغلب از لیتیوم به عنوان نفت بعدی تبلیغ می‌شود.

بر اساس گزارش Friends of the Earth (FoE)، استخراج لیتیوم به ناچار به خاک آسیب می‌رساند و باعث آلودگی هوا می‌شود. در این گزارش آمده است: با افزایش تقاضا، اثرات معدنی به طور فزاینده‌ای بر جوامعی که این استخراج مضر در آن‌ها انجام می‌شود، تأثیر می‌گذارد و دسترسی آنها به آب را به خطر می‌اندازد.

نمکزارهای آمریکای جنوبی که لیتیوم در آنها یافت می‌شود در مناطق خشک قرار دارند. در این مکان‍ها، دسترسی به آب برای مردمان محلی و معیشت آنها و همچنین گیاهان و جانوران محلی کلیدی است.

در نمکزار آتاکامای شیلی، استخراج معادن، منابع کمیاب آب را مصرف، آلوده و از مردمان محلی دور می‌کند. برای تولید لیتیوم از طریق حوضچه‌های تبخیر، حدود 21 میلیون لیتر در روز آب مصرف می‌شود. به عبارت دیگر برای تولید یک تن لیتیوم، تقریباً 2.2 میلیون لیتر آب مورد نیاز است.

براساس گزارش FoE، استخراج لیتیوم باعث تنش‌های آبی جدی در جوامع محلی توکونائو در شمال شیلی شده است.

جنگ بر سر لیتیوم در آینده جهان

افزایش علاقه به لیتیوم باعث شده که بزرگترین ذخایر شناخته شده جهان به میزان قابل توجهی افزایش یابد. طبق گزارش سازمان زمین شناسی آمریکا (USGS) تا سال 2019 حدود 80میلیون تن ذخایر شناسایی شده در جهان وجود دارد. پس از آمریکای جنوبی (عمدتا بولیوی، شیلی و آرژانتین)، بزرگترین کشور تولید کننده لیتیوم، آمریکاست و در مقام‌های بعد استرالیا و چین قرار دارند. در سال 2019، صادرات لیتیوم از استرالیا تقریباً 1.6 میلیارد دلار گزارش شده است.

نکته مهم اینجاست که دقیقاً مانند رقابت‌های تاریخی و جنگ بر سر طلا و نفت، دولت‌ها برای برتری در حوزه استحصالِ مواد معدنی مانند لیتیوم می‌جنگند. زیرا این امر می‌تواند به آنها در دستیابی به تسلط اقتصادی و فناوری برای دهه‌های آینده کمک کند. کشورهایی نظیر زیمباوه، برزیل و پرتغال ذخایر کمتری دارند.

استخراج لیتیوم اخیراً در پرتغال بحث‌برانگیز شده و شهرداری پینهل اکنون در حال آماده شدن برای ارائه دستور توقف اکتشاف است. ساکنان پرتغال به طور مداوم علیه استخراج این فلز کمیاب تظاهرات کرده‌اند و دلیل آن را عواقب زیست محیطی عظیم عنوان می‌کنند. 95درصد از جمعیت محلی با وجود وعده‌های شرکت معدن مبنی بر ایجاد 800 فرصت شغلی برای مردم محلی، 95درصد از جمعیت محلی این طرح‌ها را رد کرده‌اند.

آیا باید استخراج لیتیوم برای باتری‌ها را متوقف کنیم؟

گزارش مشابهی که در سال 2021 توسط سازمان خصوصی BePe منتشر شد، آب را به عنوان نگرانی اصلی برای عملیات استخراج لیتیوم شناسایی می‌کند.

این سازمان ادعا می‌کند که تحقیقات کافی در مورد آلودگی احتمالی آب در فرآینده استحصال لیتیوم انجام نشده است و فعالیت در خصوص این عنصر زمینی باید متوقف شود تا زمانی که مطالعاتی برای تعیین دقیق میزان خسارت در دسترس باشد.

گلب یوشین، استاد دانشکده مواد و مهندسی در موسسه فناوری جورجیا آمریکا، استدلال می‌کند که فناوری باتری جدید باید با استفاده از مواد رایج‌تر و سازگار با محیط زیست توسعه یابد.

محققانی مانند یوشین در حال کار بر روی باتری‌های جایگزین جدیدی هستند که لیتیوم و کبالت (یکی دیگر از فلزات مضر) را با مواد سمی کمتر و دسترسی آسان‌تر جایگزین می‌کنند. از آنجایی که ذخایر لیتیوم و کبالت پاسخگوی تقاضای آینده نخواهد بود، عناصر پیشنهادی برای تمرکز بر روی آنها، آهن و سیلیکون هستند.

یوشین معتقد است: «ما از دانشمندان مواد، مهندسان و آژانس های تأمین مالی می‌خواهیم که تحقیق و توسعه الکترودها را بر اساس عناصر فراوان در اولویت قرار دهند.»