Artikel

10 feiten over lithium

top-leaderboard-limiet'>

Lithium is een van de kleinste, eenvoudigste en oudste elementen, maar er is gebruik van gemaakt om enkele grote, rommelige problemen op te lossen. Het is een belangrijk ingrediënt in de batterijen die smartphones, laptops en elektrische auto's van stroom voorzien. Maar het is ook bewezen dat het een van de meest effectieve behandelingen voor bipolaire stoornis is, en recent onderzoek kan lithium de sleutel maken tot het ontsluiten van de oorzaken van die ziekte.

1. DE MAN DIE LITHIUM ONTDEKT HEEFT SPOEDIG DE WETENSCHAP OP.

iStock

In 1800 ontdekte de Braziliaanse natuuronderzoeker José Bonifácio de Andrada e Silva petaliet, een zeldzaam mineraal van edelsteenkwaliteit dat wordt aangetroffen in graniet, op het eiland Utö, Zweden. Hij ontdekte dat de steen een vreemde eigenschap had: wanneer hij in het vuur werd gegooid, veroorzaakte hij intense karmozijnrode vlammen. In 1817 ontdekte een 25-jarige Zweedse aristocraat die chemicus werd, Johan August Arfvedson, lithium tijdens het analyseren van petaliet. Arfvedson identificeerde de boosdoener voor de rode vlammen door middel van eliminatie: nadat hij het grootste deel van het mineraalgehalte als silica en aluminium had herkend, leidde hij een nieuw alkalimetaal af dat het resterende deel uitmaakte. Het was de enige geregistreerde ontdekking van Arfvedson; hij trok zich al snel terug uit de chemie om zijn geërfde fortuin te beheren.

Lithium werd later geïsoleerd in zijn elementaire metaalvorm met behulp van elektriciteit. Dat proces, elektrolyse, wordt nog steeds gebruikt bij de productie van lithium.

2. LITHIUM IS GEBOREN IN STELLAIRE EXPLOSIES - DIE WE ALLEEN IN 2013 LEERDEN.

Waterstof, helium en lithium, de eerste drie elementen in het periodiek systeem, zijn allemaal ontstaan ​​tijdens de oerknal, maar de eerste twee elementen zijn er in overvloed en lithium niet. Astrofysici hadden een theorie dat novae, of stellaire explosies, verantwoordelijk waren voor de geringe verspreiding van lithium in het universum, maar ze hadden geen gegevens over hoe dat werkte tot de explosie van Nova Centauri in december 2013 - zichtbaar voor het blote oog, als je ogen in het zuidelijk halfrond. Onderzoekers waren getuige van de stervende ster die lithium de ruimte in wierp.

3. HAAR BRONNEN ZIJN BEPERKT.



Francesco Mocellin, Wikimedia Commons // CC BY-SA 3.0

Meer dan de helft van 's werelds lithiumvoorraad komt van hooggelegen meren en helderwitte zoutvlakten in de 'lithiumdriehoek' in Bolivia, Chili (zoals hierboven te zien) en Argentinië, waar het wordt gedolven in een raster van pekelbaden. In andere regio's is het afkomstig van dagbouwmijnen die in aardlagen kronkelen. Er zijn ook deposito's gevonden in Australië, in het Tibetaanse deel van China en in de VS in North Carolina en Nevada. Tussen 2015 en 2016 is de prijs per ton van de grondstof meer dan verdrievoudigd, waardoor het VK op zoek ging naar binnenlandse voorraden. In het huidige tempo zou volgens adviesbureau Stormcrow Capital de vraag naar lithium in 2023 de productie kunnen overtreffen. Om dit dreigende tekort te omzeilen, ontwikkelen sommige onderzoekers manieren om gebruikte lithium-ionbatterijen te recyclen.

4. LITHIUM WORDT NOOIT ALLEEN GEVONDEN.

is het veilig om een ​​magnetron te gebruiken nadat er metaal in is gedaan?

Eurico Zimbres, Wikimedia Commons // CC BY-SA 2.5

Lithium verspreidt zich niet vrij door de natuur, maar moet in plaats daarvan worden geïsoleerd van andere mineralen. Vaak is het afkomstig van petaliet (hierboven). Het wordt gevonden in sporen in bijna alle stollingsgesteenten en in veel minerale bronnen. Degenen die in met lithium doordrenkte warmwaterbronnen zwemmen, krijgen vaak te horen dat het genezende krachten heeft, waaronder een verbeterde hersenfunctie en een verhoogde stemming, hoewel hier geen bewijs voor is.

5. HET KRIJGT VEEL VAN UW APPARATEN.

Lithium heeft verschillende voordelen waardoor het de ideale oplossing is voor alles, van smartphones tot hybride auto's. Het is het lichtst bekende metaal, wat betekent dat het stroom kan opslaan zonder veel gewicht toe te voegen aan apparaten. Lithium-ionbatterijen hebben ook enkele van de hoogste energiedichtheden van alle huidige batterijtechnologie; ze leveren drie keer de spanning van op nikkel gebaseerde batterijen, volgens het Clean Energy Institute van de University of Washington.

Maar dat zijn niet de enige voordelen van lithium. Veel op nikkel gebaseerde batterijen ervaren wat bekend staat als het 'geheugeneffect' - als ze herhaaldelijk worden aangesloten om op te laden voordat ze volledig leeg zijn, verliezen ze stroomcapaciteit (dus in plaats van de volledige capaciteit te onthouden, zal de batterij alleen onthoud bijvoorbeeld de helft). Maar dat is niet het geval met lithium-ionbatterijen, waarvan wordt aangenomen dat ze geen geheugeneffect hebben.

6. HET IS DE SLEUTEL OM ELEKTRISCHE VOERTUIGEN TE VERBETEREN...

De huidige modellen van elektrische voertuigen moeten worden opgeladen na ongeveer 300 mijl rijden. Gezien het beperkte aantal oplaadstations dat in het hele land beschikbaar is, zou dat een zware logistiek kunnen zijn bij langlaufritten. Daarom financiert het ministerie van Energie batterijonderzoek om dat bereik te verbeteren en heeft het vijf universiteiten, drie nationale laboratoria en IBM gerekruteerd voor het Battery500 Consortium om kleinere, lichtere, efficiëntere batterijen te ontwikkelen die, naast andere mogelijke toepassingen, het bereik van elektrische auto's.

waarom heet het een wijsvinger?

'Als we daarin slagen, kunnen we vandaag het aanbod van elektronische voertuigen verdubbelen. Dit is op zich al een hele uitdaging', zegt Jihui Yang, voorzitter van de afdeling Materials Science and Engineering van de University of Washington.

Yang en zijn medewerkers willen het grafiet dat momenteel wordt gebruikt in de negatieve elektrode van lithium-ionbatterijen vervangen door lithiummetaal. Een verdubbeling van het gebruik van lithium zou het vermogen van die batterijen aanzienlijk verhogen. Om dit te doen, moeten ze echter een groot probleem oplossen: in de volledig lithiumbatterijen die momenteel bestaan, groeit lithium naaldachtige dendrieten die de separator kunnen doorboren - een dunne laag poreus polymeer die de negatieve en positieve kanten scheidt van een batterij, waardoor de batterij te kort komt.

7. … EN HEEFT VLIEGTUIGEN EN TELEFOONS IN BRAND GESTELD.

George Frey/Getty Images

Batterijkortsluitingen kunnen meer zijn dan alleen vervelend - ze kunnen brandgevaarlijk zijn. Sommige Boeing-vliegtuigen gebruiken lithium-ionbatterijen om hun straalmotoren van stroom te voorzien, en de snel opgeladen batterijen dienen dan als back-upvoeding voor elektrische systemen. Maar de Federal Aviation Administration hield de hele Boeing 787 Dreamliner-vloot in 2013 aan de grond nadat de lithium-ionbatterij van een vliegtuig kortsluiting had veroorzaakt en brand veroorzaakte - kort nadat passagiers van boord waren gegaan in Boston - en een batterijstoringswaarschuwing afging in een ander vliegtuig.

Tesla Model S-auto's zagen in 2013 ook branden die worden toegeschreven aan batterijstoringen. Toen begonnen de Samsung Galaxy Note 7-telefoons vlam te vatten, wat de FAA ertoe bracht de telefoons te verbieden van vluchten. Samsung had geprobeerd de batterijcapaciteit te vergroten om tegemoet te komen aan de toenemende spel- en videostreaminggewoonten van consumenten en tegelijkertijd de telefoon te verkleinen. De taak om meer te doen in een kleiner formaat, werd vatbaar voor meltdowns.

Er is een reden waarom de batterijen zo brandbaar zijn. Lithium-ionen gaan door de kleine gaatjes in de separator tussen de positieve en negatieve elektroden van de batterij, gedragen door een vloeibare elektrolytoplossing. Maar als de separator beschadigd is - zoals door het laten vallen van je telefoon - of als de chemie die onderweg is veranderd wordt door de hitte van het opladen of in de zon zitten, verandert de vergelijking. De output van die veranderde chemische reacties omvat ontvlambare gassen en lithium zelf kan ook ontbranden in vochtige lucht. De Federal Aviation Administration vereist nu dat reserve-oplaadbare lithiumbatterijen in handbagage worden vervoerd. Als er brand ontstaat door een batterij van een mobiele telefoon of laptop aan boord, heeft de FAA stewardessen geadviseerd om water of frisdrank te gebruiken om het te blussen, hoewel een schuimblusser of een droog chemisch brandblusser ook kan worden gebruikt.

8. HET WORDT GEBRUIKT OM GEESTELIJKE ZIEKTEN TE BEHANDELEN …

Lithium wordt al meer dan een eeuw gebruikt voor de behandeling van bipolaire stoornissen en andere psychische aandoeningen, waaronder depressie, schizofrenie en eetstoornissen. Het wordt ook gebruikt voor de behandeling van bloedarmoede, hoofdpijn, alcoholisme, epilepsie en diabetes. Maar er is een klein verschil tussen de dosis waarbij het effectief is en de dosis waarbij het dodelijk is.

'Het is niet zo dat mensen niet weten wat lithium in het algemeen doet, het probleem is dat het te veel dingen doet', zegt Evan Snyder, een professor in het humane genetica-programma bij het Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute, die de aandoening bestudeerde als onderdeel van onderzoek naar defecten waarbij meer dan één abnormaal gen betrokken is. Hij vergelijkt het voorschrijven van lithium met het gebruik van een voorhamer op een spijker; er is veel nevenschade. 'Wat we willen is een heel klein minihamertje om precies te raken wat lithium doet', vertelt hij aan Trini Radio.

Maar eerst moesten wetenschappers weten voor welke nagel ze moesten zwaaien, en daarvoor bestudeerde Snyder de effecten van lithium in de hersenen. Onderzoek dat Snyder in 2017 publiceerde, beschrijft hoe het medicijn werkt om verbindingen in de zenuwcellen van de hersenen te reguleren. Nu, zegt hij, kan dat effect worden vergeleken met andere medicijnen om een ​​meer gerichte behandeling te zoeken; op dit moment werkt het bij slechts één op de drie patiënten.

9. … MAAR ER KUNNEN BIJWERKINGEN OP LANGE TERMIJN ZIJN.

Op 17-jarige leeftijd geloofde Jaime Lowe dat haar ouders geheime agenten waren, zag de Muppets haar onderbreken en dacht dat ze met Michael Jackson kon praten en geheime tunnels naar Neverland kon volgen. Ze werd al snel gediagnosticeerd als bipolair en dagelijkse doses lithium stabiliseerden de manische episodes; zonder, zoals ze schreef in eenNew York Timesessay over haar leven aan de drugs, zou ze 'bovenop metro's rijden die snelheid meten en op zoek zijn naar licht in verhoogde sferen'. Ongeveer een derde van de mensen met een bipolaire stoornis ziet hun symptomen verlicht door lithium.

hoeveel afleveringen van bob ross

Maar dat kan met een prijskaartje. De bijwerkingen van lithium zijn gewichtstoename, misselijkheid en de verergering van hart- en nieraandoeningen. In het geval van Lowe kreeg ze, na 20 jaar gebruik van het medicijn, een hoge bloeddruk en andere tekenen van nierfalen. Haar arts gaf haar de keuze tussen het stopzetten van het medicijn dat haar een functioneel leven had gegeven - of het krijgen van een niertransplantatie. Ze beschrijft de ervaring - en haar reis naar Bolivia om de zoutvlakten te bewandelen waar lithium wordt gedolven - in haar boek uit 2017Mentaal: lithium, liefde en mijn verstand verliezen.

10. LITHIUM WAS EENS EEN BELANGRIJK INGREDINT IN 7 UP.

Internetarchief, Wikimedia Commons // Geen bekende copyrightbeperkingen

Voordat '7 Up' zijn naam kreeg en overal punchbowls voor kerstfeestjes het belangrijkste doelwit werden, werd de frisdrank, die in 1929 debuteerde, kort 'Bib-Label Lithiated Lemon-Lime Soda' genoemd en bevatte de oorspronkelijke ingrediënten lithiumcitraat. Om zijn product te laten opvallen in een zee van 600 citroenlimoenfrisdranken die al op de markt zijn, prees Cadbury Beverages North America de zogenaamd positieve gezondheidseffecten van het lithium in de frisdrank, dat slechts enkele weken voor de beurscrash van 1929 werd uitgebracht en het begin van de Grote Depressie. Blijkbaar had het recept enige aantrekkingskracht: in de jaren veertig was 7 Up volgens Cadbury de op twee na bestverkochte frisdrank ter wereld. (Kijk eens hoe gelukkig de familie hierboven lijkt in deze advertentie uit het maartnummer van 1948)Het dameshuisjournaal.) Lithium werd tot 1950 in het recept opgenomen.