مقال يتناول أهمية المعادن الخفيفة في صناعة البطاريات. هناك العديد من المعادن التي نستخدمها في حياتنا والتي يمكن أن نستفيد منها في صناعة العديد من الأشياء. فهناك المعادن الثقيلة والمعادن الخفيفة، وفي هذا المقال سنناقش المعادن الخفيفة التي يمكن استخدامها في صناعة البطاريات.
وهو معدن الليثيوم الذي يستخدم أيضا في أغراض تجارية بكميات كبيرة، ويعتبر أحد العناصر الأخف والصلبة في الجدول الدوري.
عناصر موضوع حول أخف المعادن في صناعة البطاريات
- مقدمة حول أخف المعادن في صناعة البطاريات.
- إنتاج الليثيوم.
- الليثيوم من المعدن الطبيعي.
- تاريخ معدن الليثيوم.
- استخدامات معدن الليثيوم.
شاهد أيضًا: بحث عن المعادن وأنواعها
مقدمة حول أخف المعادن في صناعة البطاريات
- يعد الليثيوم من المعادن الخفيفة، حيث يكون العدد الذري الخاص بهذا المعدن ثلاثة فقط ولا غير.
- كون كل ذرة تحتوي على ثلاثة بروتونات في نواة تلك الذرة.
- وأيضا يعتبر الليثيوم أول الفلزات القلوية في ترتيب الفلزات، ويقع معدن الليثيوم في بداية المجموعة في الجدول الدوري.
- لونه الفضي مع بعض الاصفرار، وهو ناعم وخفيف للغاية.
- ينصهر هذا المعدن عند درجات حرارة منخفضة جدا، ويقوم هذا المعدن بذلك.
- عن طريق إنتاج العديد من مشتقاته ومركباته بكميات أكبر ولأغراض تجارية عديدة أيضا، يعتبر هذا المعدن من بين المعادن الخفيفة جدا.
- يعتقد بعض علماء الفيزياء الكونية أن المعدن الليثيوم يعد واحدا من العناصر الأساسية الثلاثة.
- تواجدت في الكون عندما ولدت قبل 13.7 مليار سنة.
- حدث انفجار هائل في ذلك الوقت، وهذا الانفجار هو ما أدى إلى ملء الكون بكميات كبيرة من غاز الهيدروجين.
- والهليوم والليثيوم الساخنين، وهذا بالإضافة إلى نسبة ضئيلة جدا من جزيئات الليثيوم.
إنتاج الليثيوم
- من الممكن الحصول على الليثيوم من محلول الملح الذي يوجد في الماء.
- ويتواجد على شكل أملاح طبيعية في الينابيع المعدنية.
- ويتواجد أيضا في مياه البحر بنسبة جزيء واحد لكل عشرة ملايين جزيء.
- قد يكون من الصعب أن يوجد الليثيوم شديد الحرارة في الطبيعة، والسبب لذلك يرجع إلى زيادة نشاطه الكيميائي بكمية كبيرة.
- فعندما يتعرض الليثيوم للهواء في الجو، يتفاعل بسرعة ويتفاعل سريعا مع النيتروجين.
- التي تكون موجودة في الهواء، وربما تتحول مباشرة إلى نتريد الليثيوم.
- يتفاعل أيضا مع المواد الأخرى، ويشكل الليثيوم حوالي 700٪ من النسبة الموجودة في قشرة الأرض.
الليثيوم من المعدن الطبيعي
- يعتبر الليثيوم من المعادن الطبيعية الموجودة بكميات قليلة جدا ونادرة في النباتات.
- وبسبب هذا السبب، يتم نقله بشكل مستمر إلى أجسام الحيوانات، ومنها إلى جسم الإنسان أيضا.
- وهذا المعدن ليس ساما للكائنات الحية بشكل خاص، ولكن عند تناوله بكميات كبيرة جدا قد يسبب الوفاة.
- ومن الشائع أن يعطى هذا المعدن للمرضى الذين يعانون من العديد من الأمراض النفسية بشكل خاص.
- أثبتت الدراسات أن هذا المعدن ناجح للغاية بالنسبة لهم، ويتم استغلال معدن الليثيوم في التجارة، وفي التسعينات من القرن العشرين كان إنتاج هذا المعدن تجاريا بكميات كبيرة.
- وتكون محدودة أيضا في الولايات المتحدة الأمريكية، وكانت تستخرج هذه المعادن من رسوبيات المعادن وتباع.
- ومع بداية القرن الواحد والعشرين، بدأت العديد من البلاد تكتسب القدرة والقدرة على المنافسة في سوق إنتاج الليثيوم.
- صارت صادرات هذا المعدن تأتي من أستراليا، وهي إحدى أهم الدول المصدرة لهذا المعدن.
- بالإضافة إلى تشيلي والبرتغال، تحتوي أراضي بوليفيا أيضا على نصف احتياطي العالم من هذا المعدن.
- ولكن لم تنتجه بكميات كبيرة، ومن الممكن أيضا إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى معدن الليثيوم.
- لإنتاج مركب ثانوي وهو مركب كلوريد الليثيوم.
شاهد أيضًا: كيفية تمييز المعدن الذهب عن المعادن الأخرى
تاريخ معدن الليثيوم
- ويأتي معدن الليثيوم من الكلمة الإغريقية ليثوس، ويمكن أن يعني الحجر أو الصخرة.
- ويعود سبب تسمية المعدن بهذا الاسم إلى وجوده بكميات ضئيلة جدا في مختلف أنواع الصخور تقريبا.
- تم اكتشاف عنصر الليثيوم أو المعدن من قبل العالم السويدي يوهان أغسطس أرفيدوس.
- وحدث ذلك في عام 1817 ميلاديا، وذلك أثناء دراسته لمعدن البيتالايت.
- تم اكتشاف معدن البيتالايت من قبل العالم البرازيلي الذي يدعى أو يسمى.
- جوز بونيفاشيو، oicafinoB ezoJ، وفي التسعينات من القرن الثامن عشر.
- ويميز هذا العنصر بأن لونه يتراوح بين الأبيض والرمادي.
- ينبعث منه نور أحمر شديد عندما يلقى في النار.
- اكتشف يوهان أرفيدوس هذا العنصر في عام ١٨١٧.
- وكان هذا العنصر يتكون من عنصر كيميائي غير معروف.
- أرفيدس بذل جهدا كبيرا وعظيما لفصل هذا العنصر عن باقي مكونات معدن البيتالايت.
- لكنه فشل في ذلك ولم يتمكن من تفصيله.
- لكنه استطاع فقط أن يفصل إحدى الأملاح المختلطة بمعدن الليثيوم، وبفضل هذا الاكتشاف يمكن نسبه إليه.
- والذي قام بعزل الليثيوم عن أي عنصر كيميائي آخر بنجاح.
- هو أول عالم كيميائي نجح في هذا، وهو العالم البريطاني روبرت بنسون.
- الذي حقق في عام 1855.
- يستخدم لنقل التيار الكهربائي في خليط الليثيوم كلوريد.
- لفصل جزيئات الكلور عن معدن الليثيوم.
استخدامات معدن الليثيوم
- الاستخدامات الصناعية: يمكن أن يكون لليثيوم استخدامات هامة في بعض الصناعات الحديثة.
- قد يستخدم الليثيوم في صناعة بعض أنواع البطاريات.
- وتكون هذه المواد جافة وصلبة في الوقت نفسه، مثل البطاريات المستخدمة في الساعات.
- والميزة البارزة لبطارية الليثيوم هي عمرها الافتراضي الطويل بشكل استثنائي.
- وهذا بالمقارنة مع البطاريات العادية.
- ويمكن أن يكون عمرها حوالي أربعة إلى عشرة أضعاف فترة البطارية العادية التي تكون مصنوعة من الفولاذ.
- في الواقع، تعتبر بطاريات الليثيوم الأيونية اختراعا نسبيا حديثا من بين الاختراعات.
- الذي ظهر في ثمانينيات القرن العشرين
- وأصبحت هذه التكنولوجيا مقبولة على نطاق واسع وتم دراستها بشكل جيد من خلال استخدامها في تشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة في الحجم.
- كما اشتهرت بطاريات الليثيوم في بدايات القرن الواحد والعشرين.
- والتي تستطيع أن تشعل حرائق كارثية.
- ويحدث ذلك عند شحن بطاريات الأجهزة المحمولة للحواسيب.
- العنصر هذا يظل موجودا لفترة طويلة جدا.
- تم تغيير المعادلة الكيميائية لبطاريات الليثيوم منذ ذلك الوقت لتصبح أكثر أمانا.
- إن الليثيوم هو أحد العناصر التي تستخدم في إنتاج ما يعرف بشحم الليثيوم أو صابون الليثيوم.
- عند خلط عنصر الليثيوم مع الزيت، قد يكون قادرا على تشحيم جميع أنواع الآلات ذات درجات حرارة مرتفعة.
- بما في ذلك محركات الطائرات ووسائل النقل الآلية وغيرها من وسائل النقل، وهذا في أوائل القرن العشرين.
شاهد أيضًا: نتيجة خلط النحاس مع القصدير
