In dieser Episode knüpfen wir an die Episode 26 zu Lithium an, und ergänzen die Debatte um das Thema Aufbereitung und Verwendung von Lithium in unterschiedlichen Produkten. Justin und Martin schweifen in dem ein oder anderen Exkurs auch in die Bereiche Umweltschutz im Allgemeinen und Elektromobilität im Speziellen ab.
T-Shirt Geschenk ist da!Â
RC3v2 -> Live Aufnahme
Kasachstan -> Uran -> Uranium Gang -> Spekulationsgruppe
Step 1: China verbannt crypto-mining
Step 2: Miner ziehen nach Khasachstan
Step 3: Verbrauchen Strom, Strompreise ziehen an, dazu noch Lebensmittelpreise und jetzt Energiepreise
Step 4: Wahrscheinlichkeit für Revolution steigt extrem (siehe Yaneer paper von 2011 oder 2014 – der hat den arabischen Frühling erfolgreich vorhergesagt)
https://arxiv.org/pdf/1108.2455.pdf https://static1.squarespace.com/static/5b68a4e4a2772c2a206180a1/t/5bf4629670a6adc17b3408c2/1542742688159/food_book.pdfÂ
Quelle nicht gesondert geprĂĽft: https://twitter.com/peoplesdispatch/status/1478773537758351364Â
Rio Tinto Interesse an Lithium mit einem 825-Millionen-Dollar-Deal zum Erwerb des Rincon-Lithium-Sole-Projekts in Argentinien.
Das Geschäft kommt nach den weit verbreiteten Protesten in Serbien gegen Rios geplantes Jadar-Lithiumprojekt in dem Land zustande. Möglicherweise sichert Rio seine Wetten ab, aber so oder so zeigt der Bergbaukonzern, dass er es mit Lithium ernst meint.
Rio setzt auf direkte Lithiumgewinnung in Argentinien fĂĽr 825 Millionen Dollar
Der anglo-australische Eisenerzförderer erklärte, der Kauf des Salar del Rincón-Projekts in der Provinz Salta von der Private-Equity-Gruppe Sentient Equity Partners zeige sein „Engagement für den Aufbau seines Geschäfts mit Batteriematerialien“.
Das Geschäft ist auch eine Wette auf eine neue Lithiumextraktionstechnologie, die in Rincon erprobt wird und mit der Lithiumkarbonat aus einer Sole mit relativ niedrigen Lithiumkonzentrationen und hohen Verunreinigungen wie Magnesium gewonnen werden kann.
An anderer Stelle vereinbarte Tesla mit dem Bergbauunternehmen Syrah Resources den Kauf von bis zu 10.000 Tonnen Graphitanoden pro Jahr, die von dessen Verarbeitungsanlage in Louisiana geliefert werden sollen.
Diese Vereinbarung ist das erste Anzeichen dafür, dass westliche Automobilhersteller Graphit von außerhalb Chinas beziehen wollen. China dominiert die weltweite Produktion von natürlichem und synthetischem Graphit, was in der Automobilindustrie Besorgnis ausgelöst hat.
Weitere Nachrichten:
CATL hat mit dem Bau seines Natrium-Ionen-Batterieprojekts in Xiamen begonnen, in das 7 Mrd. Rmb (1 Mrd. $) investiert wurden. Der weltgrößte Batteriehersteller erklärte, dass er 2023 mit der industriellen Produktion von Natrium-Ionen-Batterien beginnen wird. CATL nahm auch die erste Phase seiner Lithium-Ionen-Batteriefabrik in Fuding in Betrieb. Â
Das australische Unternehmen Pilbara Minerals senkte seine Produktionsprognose für 2022 aufgrund von Verzögerungen bei der Inbetriebnahme, Hochlaufinitiativen und verlängerten Werksabschaltungen“, die durch Arbeitskräftemangel noch verstärkt wurden. Das Unternehmen wird nun zwischen 400.000 und 450.000 Tonnen Spodumen produzieren, während zuvor 460.000 bis 510.000 Tonnen erwartet wurden.
Der chinesische Batteriehersteller Gotion High-Tech gab bekannt, dass er einen Vertrag über die Lieferung von 200 GWh Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP) ab 2023 an einen großen börsennotierten US-Automobilhersteller unterzeichnet hat, dessen Namen er nicht nannte.
Hinweis
wir haben gesagt, dass es genĂĽgend Reserven / Ressourcen gibt
Das ist richtig, aber es ist nicht unbedingt sinnvoll “alles” abzubauen, da der Abbau ja auch Emissionen hat und auswirkungen auf die Bevölkerung usw
Gap wird größer schon jetzt (Grafik Anfang 2021)
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3 Hauptquellen:
Langezeit Spodumen Abbau der relevantesteÂ
Im Grunde eine Form des Granit, der im “normalen” Bergbau abgebaut wird
-> Teilweise heute auch noch relevant / wieder relevant, da die Nachfrage hoch
Salzsolen
-> Verschiedene Prozesse möglich
Direct lithium recovery (DLR)
Electrochemical Lithium Recovery (ELR)
Verdunstung Lime-Soda Methode
Verdunstungsmethode mit die etablierteste aktuell -> Hoher Wasserverbrauch, da verdunstung, daher andere auf dem Vormarsch
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/ma/d1ma00216c
Verdunstung Lime-Soda Methode
Langwieriger Verdunstungsprozess unter Zugabe von Natriumcarbonat
Wasser Verdunstet, Lithiumkonzentration erhöht sich 2LiCl + Na2CO3 Li2CO3 + 2 NaCl
Insb in den WĂĽsten wo Salare liegen recht einfach
Abpumpen der sole in Becken und trocken an der Höhensonne, mehrere Monate
Danach 6%iges Konzentrat
-> Weitere Verarbeitung sehr unterschiedlich, je nachdem welche anderen Salze mit dabei sind und wie hoch der Li Anteil und die Abgebaute Menge am Ende sind
Problem:
Mrd Liter Wasser verdunsten, zwar Salzwasser, aber vermutung, dass hier trotzdem der wasserhaushalt gestört wird
kann ich schlecht bewerten, aber eig nicht so wirklich sinnvoll, da die salare abgeschlossen sein mĂĽssen, damit sie sich ĂĽberhaupt bilden
Antofogasta -> Probleme mit der Landwirtschaft, wasser im Fluss weniger (20 cm), quellen könnten austrocknen
hydrologen sagen auch, dass hier eig keine verbindung der wassersysteme
Trotzdem nicht ganz klar, was passiert wenn sole abgepumpt wird
-> Ist eingriff in die Umwelt, Ă–kosystem mit einzigartigen Arten
-> Krebse in den Lagunen gehen zurĂĽck -> Anden Flamingo geht zurĂĽcl / stirbt aus -> Anden Fuchs geht zurĂĽck / stirbt aus
Wasserverbrauch trotzdem hoch fĂĽr weiteres aufreinigen
(circa 7mio liter am tag, aber quelle nicht ganz klar, terra x)
Gewinnung von Metallischen Lithium: Umsetzung mit Salzsäure und Elektrolyse
Li2CO3 +2H3O+ +Cl-2Li+ +Cl- +CO2 +3H2O
Li+ + e-
352° C Elektrolyse
Li
Nebenprodukte / Koppelprodukte zu Lithium könnten cesium, potassium (Kalium), and rubidium sein
wenn viel lithium gefördert wird könnten diese im preis fallen
Aber auch bei der Produktion dieser könnte Lithium gewonnen werden
Pollucite ist das Mineral aus dem primär Cäsium gewonnen wird (lithium-cesium-rubidium mineral)
https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf
So z.B. Granger Kausalität (bzw. nicht keine GC) zwischen Lithium und Kalisalz -> Lithium hat Einfluss auf Kalisalz
Verbessert die Prognose der Kali Preis Zeitreihe gegenĂĽber einer reinen univariaten Zeitreihenprognose mit einem p-Wert von 0,000
Kann ich mir nicht so ganz erklären -> Falls hier wer was näheres weis, gerne Bescheid geben!
Aber keine Kointegration, die aber auch nicht zu erwarten war
Seit letztem Jahre warnen Produzenten vor zunehmendem Engpass in der Lieferkette
-> Schnäppchen-Jagende EV hersteller setzen Produzenten unter Druck günstig anzubieten
-> Produzenten fehlt Geld fĂĽr die Expansion der Produktion
-> Weniger Angebot / Engpass
Juli 2020 Mehr Jahrestief von 29.800 Dollar pro Tonne -> Bis April 2021 fast verdreifacht
Albemarle, Chile > zweit größter Produzent in Chile
Sociedad QuĂmica y Minera de Chile
Ganfeng Lithium > weltgrößtes Bergbauunternehmen (19 Mrd USD wert)
Cauchari-Olaroz-Lithium-Salzsee-Projekt in Argentinien geplant
-> 40.000 Tonnen Li Produktion pro Jahr geplant, Einheit ist LCE – Lithiumkarbonat-Äquivalent
-> Insgesamt 120.000 Tonnen LI Produktion bisher
600.000 Tonnen geplant -> 400% Wachstum
Trotzdem sehr unterschiedliche Stimmen, wie es weiter geht:
Rohstoff-Rallye / Bullenmarkt erwartet
z.B. Erwartung
-> Reflation-Trade -> Direktes Marktwachstum nach einer Rezesionsphase
https://www.sofi.com/learn/content/what-is-a-reflation-trade/?__cf_chl_jschl_tk__=pmd_g3GfSR2d.v9xAdfyzzijJVFgzndSQoGq36E7nnXPmBI-1633371204-0-gqNtZGzNAjujcnBszQhl -> vgl zu Inflation, wird häufig verwechselt, auch in der Politik(!)
-> Ă„hnlicher Boom wie im letzten Superzyklus 2000er Jahre rum erwartet -> Damals Einflussgewinn der BRIC StaatenÂ
https://www.cmcmarkets.com/de-de/nachrichten-und-analysen/lithium-preis-wie-ist-die-aktuelle-lage
Chinas Anteil an den Verarbeitungs und Aufbereitungs Kapazitäten circa 50 – 70% -> Hohe Konzentration!
https://courses.edx.org/assets/courseware/v1/9de329c2f9d7994e8f492cce4c34e903/asset-v1:DelftX+CRAM1x+3T2021+type@asset+block/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions.pdfIn Australien aber z.B. auch abbau aus Gestein -> Dort raus lösen des Lithium mit aggressiven Chemikalien
Koppelförderung bei Geothermieanlagen z.B. in Deutschland im Rhein Graben
Ausfällen mit ManganoxidÂ
-> Kreislaufführung ist möglich
3 Hauptquellen:
Weiter oben schon beschrieben,
-> Akku Technik eventuell Justin?
NIMBY – https://de.wikipedia.org/wiki/NimbyÂ
https://www.br.de/radio/bayern2/streit-um-infraschall-rechenfehler-und-stimmungsmache-100.html
Processing macht den größten Teil der CO2 Emissionen aus
fĂĽr eine Tonne Lithium unter 5 Tonnen CO2 Emissionen
Im zweiten Weltkrieg erstmal größerer Einsatz von Schmiermittel mit Li Anteil in der Luftfahrt, da diese hohe Temperaturen aushalten
vorher eig nur Labor Einsatz
Später dann im Atombombenprogramm der Amerikaner -> Gestiegene Nachfrage
Lithium => Tritum
http://www.hiper-laser.org/Resources/d02.jpeg
Mobile elektronische Geräte (Handy, Laptop, usw.)
Elektromobilität
Grafik neu machen!
Nachfrage für Lithium in Lithium-Nickel-Kobalt-Manganoxid dominierten Batterien zwischen 2020 bis 2050 um Faktoren von 18-20 höher
Faktor 17-19 fĂĽr Kobalt,Â
28-31 fĂĽr Nickel
15-20 fĂĽr die meisten anderen Materialien
Drastische Ausweitung der Lieferketten für Lithium, Kobalt und Nickel nötig und wahrscheinlich zusätzliche Entdeckung, Exploration und Prospektion und Erschließung von Ressourcen nötig.
Fairer Weise muss man sagen, ist unklar -> Andere Batterie Technologien möglich (meist trotzdem auf Lithium basierend)
Recycling könnte Problem teilweise lösen
Second Use könnte Recycling aber auch verzögern
-> Viele Faktoren
https://www.nature.com/articles/s43246-020-00095-x.pdf
1850 als Medikament gegen Gicht (unwirksam)
1949 erster Test an Meerschweinchen -> ruhiger aber nicht müde -> Vergiftungserscheinungen, aber erst später entdeckt
1952-1954 nach Selbstversuchen Einsatz von Lithiumcarbonat als Medikament bei manisch-depressiven Patienten in Doppelblindstudie -> Beginn der Lithiumtherapie
1990 Studie in den USA, Entdeckung, dass in Regionen mit hoher Lithiumkonzentration im Trinkwasser die Zahl von Straftaten und Suiziden sinkt
Zu hohe Konzentration kann unter Umständen Lebensgefährlich sein -> Klares Monitoring erforderlich
Wirkungsweise als Psychopharmakon noch nicht hinreichend erforscht
2011 möglicher Zusammenhang zwischen Gehalt an Lithium in der Umwelt und höherer LebenserwartungÂ
Weitere Infos
Produkt Roadmap Lithium-Ionen Battery 2030Â
https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/cct/lib/PRM-LIB2030.pdf
https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/cct/lib/GRM-LIB.pdf
Zelle mit Elektrolyt -> Transport von Ladungsträgern
negative und positive Elektroden und Membran
Eine Metallelektrode mit Schichten aus eingelagerten Lithiumatomen -> positive
z.B. Graphit Elektrode -> negative
Separator trennt die Elektroden, und ist nur für Li Ionen durchlässig
Elektronen flieĂźen durch einen Leiter der zwischen den beiden Elektroden angelegt wird
Beim Laden, “pumpen” der elektronen von der positiven zur negativen Seite
-> Lithium gibt gerne Elektronen ab, wird dadurch zum positiven Ion und wandert durch das Elektrolyt und den Separator zur negativen Seite, nimmt dort Elektron wieder ab und lagert sich z.B. in den Graphit schichten an
Beim Entladen -> Abgabe der elektronen an der negativen Seite, elektronen flieĂźen durch den Leiter von der negativen zur positiven Seite
positive Ionen wandern wieder zur “positiven” Elektrode, da dort jetzt elektronen “warten”
-> Umso mehr aktive Lithium Atome ich im Akku plazieren kann umso mehr Energie kann ich speichernÂ
Benzin besitzt eine Energiedichte von ca. 9000 Wh pro Liter*
Dichte 0.72 – 0.78 kg/l
Tank 50l => 450.000 Wh und ca. 39 kg Gewicht
Kathodenmaterialien
http://ncrs.cm.kyushu-u.ac.jp/assets/files/Newsletter/volume_6/en/NL6E-12-14.pdf
EV-Durchdringung aktuell 3% -> 2025 10% erwartet
Statistics for Germany 🇩🇪 released today:
— Peter Mock (@MockPeter) January 5, 2022
– 2.6 million new cars registered (-10% vs. 2020)
– 13.6% battery-#ElectricVehicles (+83%)
– 12.4% plug-in hybrid vehicles (+62%)
– 119 g/km type-approval CO2 (-15%)
More details to follow, see @TheICCT: https://t.co/QrAYzwSU9G… pic.twitter.com/1qiJ1Zahu3
In Europa 10,5% in 2020, davon 5,3 Battery only (der Rest Plugin Hybrid)
https://www.statista.com/statistics/625010/electric-vehicle-market-share-in-eu-annual/
-> ErbrĂĽten von Tritium aus Lithium-6 in der ReaktorhĂĽlle (fusion)
-> einziges Alkalimetall mit stabilem fermionischem Isotop -> Erforschung von ultrakalten fermionischen QuantengasenÂ
direkt aus Lithium Carbonat gewonnen
Butyllithium, – starke Base, Einsatz in der synthetischen, organischen Chemie
https://de.wikipedia.org/wiki/Butyllithium#Verwendung
Lithium-Wasserstoff-Verbindungen z.B.Â
Lithiumhydrid (LiH) – In der Chemie
https://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumhydrid#Verwendung
Lithiumaluminiumhydrid – in der organischen Chemie
https://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumaluminiumhydrid#Verwendung
Lithiumamid – in der organischen Chemie
https://de.wikipedia.org/wiki/LithiumamidReagiert direkt mit stickstoff -> Eingesetzt um Stickstoff aus Gasen zu entfernen
Starkes Reduktionsmittel -> z.B. fĂĽr Hydrierung, Entschwefelung, Desoxidation und Entkohlung im Einsatz
-> Einsatz als Anode in nicht wieder aufladbaren Lithium Batterien
-> Insgesamt höhere Zugfestigkeit, Härte, Elastizität
-> Hohe Temperaturbeständigkeit
z.B. Bahnmetall – Bleilegierung mit 0,04% Lithium Anteil -> Gleitlager von Eisenbahnen (Lagermetal)
Magnesium-Lithium-Legierungen – Verbesserte mechanische Eigenschaften & sehr leicht
Aluminium-Lithium-Legierungen – Verbesserte mechanische Eigenschaften & sehr leicht
-> Lange Zeit hauptabnehmer
Pyrex Glas und TV Bildschirme
Pyrexglas (eig Markenname) ist besonder hitze beständig
TV Bildschirme -> Röhrenmonitor