Litio e Sodio: Proprietà e Applicazioni in Batterie e Industria

Il litio mantiene una posizione prominente nel settore dell’energia e della generazione di elettricità, trovando applicazioni diffuse, in particolare nel campo delle batterie ricaricabili e dello stoccaggio dell’energia, come le centrali elettriche a batteria. La chiave sta nel comprendere la composizione elementare del litio e nell’identificare il suo corrispettivo elementare con attributi simili.

Composizione del Litio 

Il litio (Li) è un elemento metallico argentato e malleabile. È posizionato come terzo elemento nella tavola periodica e rappresenta il protagonista della nostra storia. Composto principalmente da due isotopi stabili, il litio-7 e il litio-6, con quest’ultimo che contribuisce al 92% dell’abbondanza naturale del litio. Tuttavia, va notato che il litio raramente si trova da solo ma è spesso associato ad altri elementi in rocce ignee e depositi minerali.

Straordinarie Proprietà del Litio 

Le proprietà uniche del litio sono affascinanti:

• Il litio è il metallo solido più leggero e meno denso al mondo, con un aspetto argentato.
• Ha un punto di fusione basso di 180,5°C e un punto di ebollizione molto alto di 1342°C.
• La sua densità è appena la metà di quella dell’acqua, consentendogli di galleggiare in condizioni inattive.
• Il litio è altamente reattivo con l’acqua ed è corrosivo, richiedendo maneggi specializzati durante l’estrazione e la produzione.
• Nonostante l’aspetto argentato, brucia con una fiamma rossa brillante.
• Ha un elevato calore specifico e una notevole conducibilità termica.

Versatilità dell’Uso del Litio 

Il litio è estremamente versatile grazie alle sue caratteristiche:

• Viene utilizzato come anodo nella produzione di batterie al litio, superando le vecchie batterie al piombo-acido.
• Può essere convertito in idrossido di litio, utilizzato in campo medico come antidepressivo e nell’industria ceramica.
• In forma di cloruro di litio, combinato con il bromo, è utilizzato nella produzione di sistemi di condizionamento dell’aria grazie alle sue straordinarie proprietà di assorbimento dell’umidità.
• Funge da stearato in grassi lubrificanti.
• Migliora le prestazioni di saldatura del ottone e degli strumenti di saldatura autogena.
• Trova applicazione nella produzione di ceramiche resistenti al calore e oggetti in vetro.

Il Corrispettivo del Litio 

L’elemento con caratteristiche simili al litio è il sodio, un altro metallo alcalino. Entrambi condividono il fatto di appartenere allo stesso gruppo nella tavola periodica. Il sodio è utilizzato in ruoli analoghi al litio, specialmente nelle celle elettrochimiche per le batterie ricaricabili e nell’immagazzinamento dell’energia.

Nonostante queste similitudini, il sodio supera il litio in densità, il che si traduce in una minore densità energetica quando integrato nelle applicazioni delle batterie. In altre parole, un chilogrammo di litio supera un chilogrammo di sodio nello stoccaggio dell’energia.

Somiglianze tra il Litio e il Sodio 

Le convergenze tra litio e sodio comprendono la loro posizione condivisa nello stesso gruppo della tavola periodica e l’uguale valenza dovuta alla presenza di un solo elettrone nell’ultimo strato. Entrambi gli elementi sono instabili nei loro stati naturali e reagiscono vigorosamente con l’acqua, producendo idrogeno come prodotto finale.

La Ricerca di un Sostituto per il Litio 

Nonostante l’unicità del litio, non esiste un sostituto perfetto. Tuttavia, elementi come il sodio sono stati impiegati in modo interscambiabile a causa della loro maggiore abbondanza rispetto al litio sulla Terra.

L’estrazione del sodio dall’acqua di mare offre una fonte sostenibile, riducendo al contempo il costo. Tuttavia, il sodio non riesce a eguagliare le prestazioni tecniche delle batterie al litio, quindi la sua sostituzione su larga scala rimane una sfida.

Domande Frequenti

Il Litio è Riciclabile nelle Batterie al Litio-Ioni? 

Certo, i rifiuti delle batterie rappresentano una risorsa significativa per l’approvvigionamento di materie prime per le batterie al litio. Un maggiore recupero del litio promette maggiori guadagni economici e mette in luce il suo valore intrinseco. 

Il processo di recupero richiede strutture specializzate e certificate per il riciclaggio delle batterie al litio, sconsigliando tentativi non assistiti. Smontando veicoli elettrici dismessi e riciclando batterie, si contribuisce a mitigare l’inquinamento ambientale, a migliorare l’efficienza nell’utilizzo delle batterie, a generare nuove fonti di reddito e a ridurre i costi dei veicoli elettrici.

L’Impennata della Domanda di Litio: Svelare l’Attrattiva del Litio.

La crescente domanda di litio rimane una tendenza costante, guidata principalmente dal suo ruolo indispensabile nella produzione di batterie per veicoli elettrici, dispositivi elettronici per i consumatori e dalla crescente domanda globale di tali prodotti. 

Con la transizione dell’industria automobilistica dai combustibili fossili ai veicoli elettrici, la domanda di batterie al litio è destinata a crescere in modo esponenziale. Le previsioni indicano che entro il 2030, le batterie al litio domineranno oltre l’80% dei mercati dei veicoli elettrici e dei dispositivi elettronici per i consumatori. 

La produzione di litio si è già raddoppiata negli ultimi anni ed è destinata a crescere del 400% entro la fine del decennio.