แบตเตอรี่ “โซเดียม” อาจเป็นทางเลือกจาก “ลิเธียม” ที่มีปัญหา
เรียบเรียงจาก Sodium batteries offer an alternative to tricky lithium https://www.economist.com/leaders/2023/10/26/sodium-batteries-offer-an-alternative-to-tricky-lithiumfrom The Economist ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ราชนาวีของสหราชอาณาจักรดัดแปลงเรือรบของตนให้ใช้น้ํามันแทนถ่านหิน แต่ในขณะที่ถ่านหินผลิตในประเทศ แต่น้ํามันต้องนำเข้า จึงกลายเป็นความว้าวุ่น : จะเกิดอะไรขึ้นถ้าการนําเข้าเชื้อเพลิงเหล่านั้นถูกตัดขาดในวันหนึ่ง? วินสตัน เชอร์ชิลล์ ซึ่งดูแลกองทัพเรือในขณะนั้น แย้งว่า การป้องกันที่ดีที่สุดคือความหลากหลายของอุปทาน ขณะที่เขาบอกกับรัฐสภาที่กำลังตระหนก : “ความปลอดภัยและความแน่นอนในน้ํามันอยู่ที่ความหลากหลาย และความหลากหลายเพียงอย่างเดียว” ทุกวันนี้ นักการเมืองในกลุ่มประเทศร่ำรวยพบว่าตัวเองถูกผูกมัดที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้น พวกเขาจําเป็นต้องเปลี่ยนไม่ใช่เพียงกองทัพเรือ แต่คือระบบเศรษฐกิจทั้งหมดจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นการผลิตไฟฟ้าที่มีการปล่อยคาร์บอนต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เป็นหายนะจากวิกฤตสภาพภูมิอากาศ แต่พวกเขากังวลว่าการทําเช่นนั้นจะยิ่งสุ่มเสี่ยงในทางภูมิรัฐศาสตร์ พวกเขากังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับแบตเตอรี่ การเปลี่ยนผ่านที่เป็นมิตรสิ่งแวดล้อม(green transition) จะต้องพึ่งพาสิ่งเหล่านี้อย่างมาก : สําหรับรถยนต์ รถบรรทุก และบ้าน และเพื่อสร้างสมดุลระบบสายส่งของประเทศเมื่อพวกเขาพึ่งพาไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์และลม แม้ว่าจะมีแบตเตอรี่หลายประเภท แต่เทคโนโลยีที่โดดเด่นคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (lithium-ion) ซึ่งมีข้อดีระหว่างการบํารุงรักษาที่ต่ำและการมีความหนาแน่นของพลังงานสูง แต่ลิเธียมซึ่งเป็นส่วนประกอบสําคัญนั้นหายาก และการผลิตส่วนใหญ่มาจากจีน ประเทศตะวันตก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุโรปที่ใช้เวลาสองปีที่ผ่านมาในการพยายามลดการพึ่งพาก๊าซฟอสซิลของรัสเซีย ระมัดระวังที่จะประนีประนอมความมั่นคงด้านพลังงานในอนาคตของพวกเขา ในทํานองเดียวกัน ความกลัวดังกล่าวไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น เมื่อวันที่ […]
แบตเตอรี่มาจากไหน
ทบวงพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าจํานวนยานยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกจะพุ่งสูงขึ้นจากประมาณ 3 ล้านคันในปี 2561 เป็น 125 ล้านคันภายในปี 2573 คือเรื่องใหญ่ที่บ่อพักน้ำแบบระเหย(evaporation pond)ที่มีสีสันเหล่านี้จะขยายตัวเพิ่มขึ้นในทะเลทรายในอเมริกาใต้ในอนาคต เพราะนี่คือแหล่งกำเนิดสําคัญของลิเธียม(lithium) ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า แล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์อื่นๆ พึ่งพาลิเธียมอย่างมากสําหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ลิเธียมยังใช้ในเซรามิก แก้ว จาระบีอุตสาหกรรม และยา ด้วยปริมาณสํารอง 29% ของโลก Salar de Atacama ของชิลี ซึ่งเป็นแอ่งน้ําที่ไม่มีทางระบายน้ําคือแหล่งลิเธียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก พื้นที่ใกล้เคียงในโบลิเวียและอาร์เจนตินาก็มีแหล่งสํารองลิเธียมจํานวนมากเช่นเดียวกัน ในขณะที่พื้นผิวของ salar (ภาษาสเปนหมายถึงพื้นทะเลสาปที่แห้งเหลือแต่เกลือ) เกือบจะแห้งเกือบตลอดเวลา แหล่งสำรองเกลือที่อุดมไปด้วยลิเธียมจํานวนมากแฝงตัวอยู่ใต้พื้นผิวของพื้นทะเลโบราณ การละลายของหิมะจากภูเขาใกล้เคียงผนวกกับของเหลวร้อนจากการระเบิดของภูเขาไฟช่วยหมุนเวียนน้ำลงในแหล่งน้ำใต้ดินตามธรรมชาติ บริษัทเหมืองแร่สูบน้ําเกลือขึ้นสู่ผิวและส่งผ่านเครือข่ายของคลองไปยังบ่อพักน้ำแบบระเหยที่เรียงรายไปด้วยพลาสติก จากนั้นอากาศที่แห้งแล้ง แดดจัด และลมแรงอย่างไม่ลดละของภูมิภาคนี้ทำให้น้ําเกลือระเหยและทิ้งคราบลิเธียมและเกลืออื่นๆ ไว้ จากนั้นจะใช้รถบรรทุกขนลิเธียมเข้มข้นไปยังโรงงานแปรรูปใกล้เมืองท่าอันโตฟากัสตา เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน 2018 เครื่องมือ Operational Land Imager (OLI) บน ดาวเทียม Landsat 8 บันทึกภาพบ่อพักน้ำแบบระเหยนี้ […]
แข่งกันขุดเหมืองลิเธียม
เชื่อกันว่าดาวแคระขาวที่ระเบิดนั้นมีลิเธียมในระบบสุริยะของเราส่วนใหญ่ แต่บนโลก มีสภาพแวดล้อมบางอย่างที่โลหะสีขาวเงิน มีความเข้มข้นและขุดได้ง่ายที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นหินอุ้มน้ําใต้ดินที่มีน้ําเกลือซึ่งพบใต้ที่ราบเกลือในทะเลทราย สภาพอากาศในอุดมคติสําหรับการขุดลิเธียมโดยทั่วไปจะแห้งแล้ง คั่นด้วยฝนตามฤดูกาล สภาพอากาศทำาเช่นนี้จะทําให้น้ำรวมตัวกันในทะเลสาบที่ตื้นและเค็มแล้วระเหยไปในช่วงฤดูร้อน ซึ่งเป็นวงจรที่ช่วยให้ลิเธียมมีความเข้มข้น น้ําพุร้อน ภูเขาไฟ และภูมิทัศน์ที่ทรุดตัวต่ำลงมักจะมาพร้อมกับแหล่งสำรองลิเธียมที่สําคัญ เงื่อนไขเหล่านี้มีอยู่มากมายในทะเลทราย Atacama ในอเมริกาใต้ ซึ่งเป็นที่ตั้งของแหล่งแร่ลิเธียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก แต่ยังสามารถพบได้ใน Clayton Valley ของรัฐเนวาดา ซึ่งเป็นที่ตั้งของเหมืองลิเธียมเพียงแห่งเดียวในสหรัฐอเมริกา เมืองซิลเวอร์พีคก่อตั้งขึ้นในคริสตทศวรรษที่ 1860 ในพื้นที่เหมืองทองคําและเหมืองเงิน แต่จากคริสตทศวรรษ 1960 เมืองนี้มุ่งเน้นไปที่การทำเหมืองลิเธียม ซึ่งกระจุกตัวอยู่ใต้หุบเขาเคลย์ตันในพื้นที่ที่ภูเขาไฟที่ดับแล้วและทิ้งแหล่งแร่ลิเธียม เครื่องมือ Operational Land Imager-2 (OLI-2) บนดาวเทียม Landsat 9 บันทึกภาพสีธรรมชาติของการดําเนินการขุดลิเธียมใน Silver Peak เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 2565 เหมืองสูบน้ําเกลือขึ้นสู่ผิวน้ําและแยกมันเข้าไปในบ่อระเหย ความผันแปรของสีในบ่อเกิดจากความเข้มข้นของลิเธียมในน้ําที่แตกต่างกัน บ่อสีฟ้าอ่อนกว่ามีความเข้มข้นของลิเธียมสูงกว่า สภาพอากาศที่แห้ง แดดจัด และลมแรงบ่อยครั้งของหุบเขาจะระเหยน้ําและทิ้งน้ําเกลือลิเธียมที่มีความเข้มข้นมากขึ้น ซึ่งเป็นกระบวนการที่อาจใช้เวลา 18 เดือนขึ้นไป จากนั้นน้ําเกลือจะถูกสูบไปยังโรงงานใกล้เคียงซึ่งจะถูกแปรรูป ทําให้แห้งเป็นผงและนำไปบรรจุ ความต้องการลิเธียมทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา […]
Salar de Atacama, ชิลี
ทะเลทราย Atacama ของชิลีอาจเป็นสถานที่ที่แห้งแล้งที่สุดในโลก Atacama ที่ทอดยาวมากไม่มีความชื้นตราบเท่าที่ผู้คนติดตาม ทว่าปริมาณน้ําฝนบางส่วนตกลงมาในภูมิภาค และน้ํานั้นช่วยกําหนดภูมิทัศน์ ภายในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งนี้มีที่ราบเกลือหรือ playa ชื่อ Salar de Atacama ดาวเทียม Landsat 7 ได้รับภาพ false-color นี้เมื่อวันที่ 21 มีนาคม 2545 สีแดงหมายถึงพืชพรรณ ซึ่งอุดมสมบูรณ์ที่สุดเกิดขึ้นรอบ ๆ น้ําพุที่จุดขอบด้านเหนือของกระทะเกลือ ดินใกล้เคียงที่รองรับพืชพรรณบางชนิดมีลักษณะเป็นสีแทนและสีน้ําตาล แม้ว่าจะตั้งอยู่ที่ระดับความสูงที่สูงกว่ามาก แต่ Salar de Atacama ก็คล้ายกับหุบเขามรณะของแคลิฟอร์เนียในฐานะเป็นพื้นที่ราบระหว่างเทือกเขา ปริมาณน้ําฝนเล็กน้อยที่ตกลงมามักจะระบายออกจากภูเขาและไหลลงสู่หุบเขาใกล้เคียง ทําให้เกิดตะกอนลุ่มน้ํา ที่ราบเกลือเป็นระบบไดนามิกที่อายุน้อยทางธรณีวิทยา น้ําท่วมเป็นครั้งคราวไปถึงบ่อเกลือ และน้ําท่วมมีกรวด ทราย ดินเหนียว และเกลือ วัสดุที่หนักกว่า เช่น กรวดและทราย มักจะหลุดออกจากน้ําเร็วกว่า มาพักนอกแอ่งกระทะเกลือ ดินเหนียวและเกลือถูกพัดพาได้ตลอดทางไปยัง playa น้ําท่วมในขั้นต้นกวนตะกอนภายใน Salar de Atacama แต่ในที่สุดวัสดุก็ตกตะกอนเป็นชั้นของดินเหนียวและน้ําเค็ม เนื่องจาก playa […]
