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能治疗躁狂症还能造核弹!锂,元素周期表中的第一个金属元素,从被发现那天起,就显得与众不同。
年1月7日,矿物勘探爱好者雅各布?贝采里乌斯在个人日记中记录如下:它最轻,密度低至0.g每立方厘米;它最小,相对原子质量仅有6.;它最活泼,极易与外界发生反应。
(图片来自檀香:炫^^亮)
雅各布?贝采里乌斯从希腊语中的石头、石子中获得灵感,将这一新金属命名为lithium,元素符号定为Li。
作为目前已知的最轻的金属,不论是在水里,还是在煤油里,锂都会浮上来燃烧,以至于化学家们只好把它强行塞到凡士林油或液体石蜡中。
刚刚被发现时,人们对这种闪亮、洁白、易燃的金属敬而远之,直到数十年后,锂的价值才逐渐显现。
年,肖特(H?Hovestaclt)研究发现,锂用于玻璃工业可以提高产量,延长玻璃窑炉寿命,还能避免硼和氟对空气的污染。
加了锂的玻璃,有很多好处。比如阻挡X光辐射,含锂玻璃被广泛应用于显像管时代的电视机,以减少对观众的辐射;再比如大幅降低水溶性。
研究证明,用普通玻璃生产的水杯,每一杯热水中大约含有万分之一克玻璃,而锂玻璃的溶解性约为普通玻璃的1/,锂玻璃基本做到了“永不溶解”。
如果把锂加入到陶瓷中,则能够降低热膨胀系数,也就是说,含锂陶瓷产品可以经受住冷热的急剧变化、机械洗涤的摩擦及洗涤剂的侵蚀。
锂还是治疗躁狂症的关键药物。
年,澳大利亚精神科医生约翰·凯德(JohnCade)把锂试用于10名躁狂症患者的治疗中,得到了戏剧性的成功。
(图片来自檀香:檀香草)
在不接受治疗的情况下,患者会经历情绪忽高忽低的无休止波动。未经治疗的躁狂症患者的自杀率是普通人群的10-0倍。
所幸的是,利用锂制造的碳酸锂可以将自杀率降低10倍。现在,锂化合物成为治疗这种精神障碍的标准疗法,也是精神病学史上一直有效的药物之一,但锂在此方面的作用机理依旧是个谜。
锂还能用来制造核弹。
1千克锂燃烧可放出千焦的热量,而1千克锂通过热核反应放出的能量则相当于吨优质煤的燃烧。
在中国新疆准噶尔盆地,就有一处被列为国家高度机密的地区——可可托海矿。因为这里提供了中国制造氢弹所需的锂,而被誉为“英雄矿”、“功勋矿”。
锂电池正颠覆一个百年产业锂最被人熟知的,还是在电池领域的应用。
从发明“莱顿瓶”(一种用以储存静电的装置)开始,能够将电存起来,一直是人类的不懈追求。
年,普兰特(G.Plante)发明铅酸蓄电池,经过多年的发展,铅酸电池逐渐成为技术成熟、性能稳定、价格低廉的储能电池,普遍应用于启动汽车、应急照明、备用电源等领域。
然而,铅酸电池重量、体积、寿命的短板也非常明显,这也决定了其难以成为小型电子设备的理想电池。如果给苹果手机装上一块砖头一样的铅酸电池,肯定是一件难以接受的事情。
铅酸电池的使用带来的环境问题也十分明显。至今,废铅酸电池回收行业仍处于无序状态,正规回收比率不到30%,大量废铅酸电池还被随意拆解处置,每年产生的废铅超过60万吨。废酸的随意倾倒,使得水质和土壤遭到严重污染,还可能导致铅中毒,引发贫血病、小儿智力发育迟缓等重大疾病。
(图片来自檀香:炫^^亮)
为满足电子设备的需求,更加小巧、寿命更长的镍镉、镍氢电池被发明出来,镍镉、镍氢电池大幅改善了铅酸电池笨重的问题,容量也有了大幅提升,但缺点同样致命——镍镉电池存在致命的“记忆效应”,即在充电前,电池的电量如没有被完全放尽,会使电池寿命迅速缩短。
此外,镍镉电池也存在严重的环境危害。镉及其化合物都有毒性。镉中毒会出现咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状,严重情况下,能导致中毒性肺水肿或化学性肺炎,使人因急性呼吸衰竭而死亡。日本就曾因使用被镉污染的水源,引起了“痛痛病”。
可以说,无论铅酸电池,还是镍铬电池,都没能彻底解决便携式电子设备电池的痛点。
年,中国能源网首席研究员韩晓平在美国第一次见到手提电脑,那台电脑的CPU是SX,售价多美元,电池仅能维持运行40分钟,而且不到1年就要更换新电池,换一块电池要几百美元。
那时期,作为职业新闻摄影记者的韩晓平,最头疼的问题是如何保持闪光灯有充足电力完成采访。使用镍氢储能电池,一组四个充电电池只能保证不到一个胶卷36张的闪光照明,而且价格很贵、寿命很短。加上还有记忆效应,充电前要先放电,一组电池连放带充要十几个小时,非常麻烦。每次出门采访都要带上一大堆蓄电池,还要带上干电池备用。
如今,铅酸电池、镍镉电池早已被踢出数码设备电池圈,被锂电池取而代之。
年月14日,索尼正式对外发布了一款全新的锂离子可充电电池。这款电池4.1V的电压,80Wh/kg的质量能量密度,00Wh/L的体积能量密度,对当时流行的镍镉电池形成了压倒性优势。
年6月,世界上第一部安装了锂离子电池的移动电话问世。一时间,锂离子电池成为人们心目中“最有前途的化学电源”,甚至被称为“最后一代电池”。
锂电的商用开始迅速改变整个电子产品。美国最大的个人电脑生产商戴尔推出了一款配备了“”锂电池的笔记本电脑,宣传语就是:“我们的笔记本可以在飞机上从纽约用到洛杉矶”。
上世纪90年代,日本消费电子业快速崛起,横扫全球,锂电池是主要推手之一。而攀上了锂电池这个新贵的索尼,也得以快速崛起,成为全球消费电子巨擘。
北京时间年10月9日,约翰·B·古迪纳夫(JohnB.Goodenough)、M·斯坦利·威廷汉(M.StanleyWhittingham)、吉野彰(AkiraYoshino)美英日三人获得年诺贝尔化学奖,以表彰他们在锂电池方面的研究贡献。
当下,锂电池正在颠覆百年汽车工业。
年中国石油消费6亿吨,其中一半是汽车用的汽柴油消费。年上半年,我们已经有两亿五千万辆车。车越来越多,油耗也越来越大,可这些油从哪里来呢?其中70%都是进口的,这就涉及到能源安全。
更重要的是,锂电池能够推动中国汽车产业的升级。
在锂电池汽车方面,中国几乎与世界同时起步。几年来,中国已经砸下千亿补贴用来发展新能源汽车,其中超过一半用于购买和发展锂电池。更大的优势在于中国庞大的汽车市场,这让中国汽车工业看到了赶超的希望。
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诺奖得主担忧锂会引发战争内燃机的发明使石油成为全球最大宗商品,挑起了无数争端。
97岁的诺贝尔奖获得者约翰·B·古迪纳夫(JohnB.Goodenough)警告称,锂资源的重要性不亚于石油等战略性资源,一旦锂资源开采出现瓶颈,可能会跟石油一样成为战争的导火索。
去年以来,全球各国已经开始启动禁售燃油汽车的计划——
挪威计划在05年限制燃油汽车销售;
荷兰将在年后实现新车零排放;
印度年后只卖电动车;
以色列年后禁售燃油车,将加油站变充电站;
英国、法国、西班牙都计划在年停止出售汽油车和柴油车。
在中国,工信部也已启动研究停止生产销售传统能源汽车时间表。这一时间节点或为年左右,具体时间待定。
这些国家之所以敢于抛弃传统燃油汽车,就是因为他们觉得锂电池推动的汽车已能够替代燃油车。
当下,如何确保锂资源的可靠供应变得像保证石油开采一样重要。
锂注定成为全世界