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美国欧洲日本中国正在激烈争夺一 [复制链接]

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ClaudeMonet作者:刘俊卿来源:瞭望智库(zhczyj)已获转载权限

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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

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