يقع معدن الليثيوم تحت طبقات من الملح، ويتوقع ان يتقشر خلال 50 عام. وتظهر في صور القمر الصناعي لامريكا الجنوبيه بقعه بيضاء مميزه علي اليسار. وبتقريب الصوره، يتضح ان البقعه واحده من انقي واندر مسطحات الملح، وهي الاكبر علي سطح الارض. وتقع هذه البقعه في جبال الانديز في بوليفيا، وتغطي مساحه مئه كيلومتر، بارتفاع 3600 متر. وهي مساحه مسطحه بيضاء تشبه الثلج الذي سقط لتوه. يسمي المكان بـ "سالار دي ايوني"، وهو من اجمل البقاع التي بامكانها ان تكون جزءا من حل مشكله التغير المناخي بتوفير بديل للوقود الحفري. مواضيع قد تهمك نهايه ورغم الحاله الجيده التي يبدو عليها الملح، الا انه من المتوقع خلال 50 عاما ان يتقشر ويتصلب وينقل بعيدا. فتحت هذه القشره الملحيه السميكه، يقع اكبر احتياطي لليثيوم في العالم، وهو ما يعادل ثلث الكميه المتوفره عالميا من هذا المعدن القلوي. وفي الثمانينيات، كان الليثيوم احد المعادن المغموره. ولكن عام 1991، تغير هذا الوضع مع اصدار سوني اول جهاز الكتروني محمول يعمل ببطاريات ايونات الليثيوم. واليوم، اصبحتا كلمتا "ليثيوم" و"بطاريه" شبه مترادفتين، اذ يتواجد هذا المعدن في كل هواتفنا الذكيه والحواسب اللوحيه والمحموله. ويعود نجاح الليثيوم الي انه ثالث العناصر في الجدول الدوري، بعد غازي الهيدروجين والهيليوم. وتحتوي كل واحده من ذراته الدقيقه علي ثلاثه بروتونات. مما يجعل الليثيوم اخف المعادن. ويطفو الليثيوم في حالته الاصليه علي الزيت الذي يخزنه فيه الكيميائيون، اذ يخزن في الزيت وغاز الارجون النبيل. ويتفاعل الليثيوم مع المياه ككل المعادن القلويه، كالصوديوم والبوتاسيوم، وان كان لا يتفاعل بقوه مثلهما. مما يجعل الليثيوم ماده مثاليه لتصنيع البطاريات خفيفه الوزن. وتقول استاذه الكيمياء بجامعه لندن، اندريا سيلا، ان البطاريات "تصدر تيارا كهربائيا بتحريك الالكترونات في دائره كهربائيه. وبصفتي كيميائيه، اهتم بمعرفه ما يجري داخل البطاريه. ومع حركه كل الكترون، يتحرك ايون ليثيوم داخل البطاريه." ولصغر حجم الذرات، تتحرك بسهوله بين طبقات المواد المكونه للبطاريات. ولخفه وزن الليثيوم، يعتبر اكثر مكونات البطاريات كثافه للطاقه. بمعني انه يخزن اكبر كميه طاقه مقارنه بوزنه. وهنا تظهر اهميه الليثيوم في مكافحه التغير المناخي. فهو انسب خامات البطاريات المستخدمه في تخزين الطاقه سواء للاجهزه او السيارات. ولا يقتصر نفع خصائص الليثيوم الالكتروكيميائيه علي البطاريات فحسب، بل يشمل جسم الانسان ايضا. تساعد ايونات الليثيوم علي تحقيق التوازن بين تغيرات نشاط ايونات الصوديوم والبوتاسيوم، مما يساهم في حمايه مرضي الاكتئاب الهستيري من الانتحار وتقول استاذه الطب النفسي بجامعه جونز هوبكنز للطب، كاي ريدفيلد جاميسون، ان "الليثيوم انقذ حياتي. كنت لاموت او اتاخر بدونه". وجاميسون خبيره في حالات الاكتئاب الهستيري، وتعاني من المرض نفسها. وككثير من المرضي، تعتمد جاميسون علي اقراص بيكاربونات الليثيوم، وهي نفس الماده الطبيعيه المستخرجه من بحيرات الملح، لتهدئتها في اطوار الهياج العصبي والاكتئاب الانتحاري من المرض. وقالت: "عندما خالفت تعليمات الطبيب وتوقفت عن تعاطي الاقراص، اصبت بالهوسه ثم باكتئاب انتحاري." ورغم ان الاقراص لها اعراض جانبيه ولا توفر للمرضي حياه طبيعيه، اذ يمكنها ان تصيبهم بالغثيان او الشعور بالعزله العاطفيه، الا انها حالت دون انتحار الكثيرين. وهو الامر الذي يظل غامضا حتي اليوم. ولكن قد يكون للامر علاقه بان الاعصاب والمخ لا يعتمدان علي سير الالكترونات بحسب الاعتقاد السائد. وانما يعتمدان علي سير الايونات الخاصه بجزيئات الصوديوم والبوتاسيوم الموجبه. وقد تساعد ايونات الليثيوم علي تهدئه التفاوت في نشاط الايونات، المسبب للاكتئاب الهستيري. وتستخدم كميات محدده وثابته من الليثيوم في التطبيقات الطبيه. وبحسب شركه الارجنتين للتعدين، ترجع زياده الطلب علي الليثيوم بنسبه 20 في المئه في العام الواحد لزياده الطلب علي بطاريات الليثيوم. ومعظم هذا الطلب يعود للسيارات، وليس الاجهزه. وتزيد شعبيه السيارات الثنائيه التي تعمل بالمحركات الكهربائيه، التي تعتمد علي بطاريات الليثيوم، بجانب كميات محدوده من الوقود. وينمو سوق المركبات الكهربائيه النظيفه ببطء. ويعود ذلك بشكل كبير للتحديات التي تواجه بطاريات الليثيوم. ويقول نايجيل براندون، الاستاذ بالجامعه الملكيه في لندن، واحد الباحثين المشاركين في جهود دوليه لتحسين اداء البطاريات، ان الليثيوم في حالته الاصليه "له نفس كثافه طاقه الوقود. ولكن لا يمكننا استخدام الليثيوم في حالته الاصليه، اذ نضطر الي تخزينه في مواد اخري، مما يخفف كثافه الطاقه في بطاريات التجربه." وبحساب عوامل مثل قطبي الكربون وحاويه البطاريه والسائل المحول للكهرباء وغيرها، تقل القدره علي تخزين الطاقه في بطاريات الليثيوم للسيارات الي واحد علي 50 في مقابل خزان الوقود. كيف تعمل بطاريات الليثيوم والمساله هي انه كلما انخفضت قدره البطاريه علي تخزين الطاقه، كلما انخفضت المسافه التي يمكن ان تقطعها السياره. ويمثل قصر المسافات التي يمكن ان تقطعها السيارات الكهربائيه واحدا من اهم الاسباب في عزوف الناس عن التحول الي تلك السيارات. ويعتقد البروفيسور براندون اننا يمكن ان نشهد زياده لخمسه اضعاف في كميه الطاقه خلال العقدين القادمين، وربما لعشره اضعاف او اكثر اذا اثبتت الكتنولوجيا الجديده نجاحا. ويركز العديد من الابحاث حاليا علي بطاريات "الليثيوم- الهواء"، حيث سيتم استبدال معظم البطاريه باكسجين مسحوب من الغلاف الجوي. وعلي الرغم من ذلك، يقول البروفيسور براندون ان المواصفات الكيميائيه لبطاريات الليثيوم تعني انها لن تقترب ابدا من البنزين فيما يتعلق بكثافه الطاقه. في الحقيقه فان معظم التطور الذي تشهده الاجهزه الصغيره في الوقت الحالي لم يؤدي الي تحسن يذكر في اداء البطاريات، فضلا عن تحقيق خطوات كبيره باتجاه تخفيض استهلاك الطاقه. ومن المرجح ان ينطبق نفس الشيئ علي السيارات الكهربائيه في المستقبل القريب، حيث سيكون المهندسون مضطرون لتصميمها في ضوء محدوديه قدرات البطاريات. ولا تمثل كميه الطاقه المخزنه المشكله الوحيده، لانها ليس الشيئ الوحيد الذي تهتم به في البطاريه. من ناحيه اخري، لماذا لدينا بطاريات حمضيه من معدن الرصاص في السيارات التقليديه التي تعمل بمشتقات النفط، مع الاخذ في الاعتبار ان الرصاص هو اثقل عنصر مستقر في جدول العناصر الدوري؟ السبب هو ان الرصاص يمدنا بشيئين ليس بامكان الليثيوم ان يمدنا بهما في الوقت الحالي، وهما زياده الطاقه الضروريه للاشعال لكي يبدا تشغيل المحرك. وثانيا القدره الرهيبه علي الصمود امام الاف دورات البطاريه بغض النظر عن حراره و بردوه الجو. وكمعدن قلوي فان التفاعليه العاليه لمعدن الليثيوم تمثل نقطه ضعف، لان التفاعلات غير المطلوبه داخل البطاريه تؤدي الي ضعف البطاريه مع مرور الوقت. وبينما يمكن ان يكون ذلك الامر جيدا بالنسبه لبطاريه الهاتف الذي يعمل بشكل جيد لمده عامين الي ثلاثه في المتوسط، لكنه قد يسبب متاعب لك اذا كنت ترغب في ان تدوم بطاريه سيارتك لما يقرب من عقد من الزمان. تمثل مسطحات "سالار دي ايوني" احد اضلاع مثلث الليثيوم مشاكل عديده ولا تمثل قدره البطاريه علي التحمل والاستمرار المشكله الوحيده التي يرغب الباحثون من البروفيسور براندون التغلب عليها. لكن يجب ان تكون البطاريه ايضا امنه ورخيصه. حيث اكتشف بعض مصنعي الطائرات والسيارات ان بطاريات الليثيوم قد تسخن اكثر من اللازم احيانا، مما يؤدي لاشتعالها بالنيران. وبرغم ذلك، فاننا نقدر المزايا التي تمنحها لنا تلك البطاريات، كما ان الخصائص الكهروكيميائيه لمعدن الليثيوم تجعله سيظل في قلب مستقبل صناعه البطاريات. وكل ذلك يجعلنا نعود مره اخري الي امريكا الجنوبيه. وتمثل مسطحات "سالار دو ايوني" الملحيه في بوليفيا احد اضلاع "مثلث الليثيوم" والتي تمتد الي تشيلي والارجنتين. وتسيطر الدول الثلاث علي الانتاج العالمي من الليثيوم، ويعود ذلك الي التركيبه الجيولوجيه التي شكلت قاره امريكا الجنوبيه. وادي انحسار المحيط الهادئ عند سواحل تشيلي الي ارتفاعات في القشره الارضيه وتكون بحيرات في هذه الدول. وتجمعت املاح معدن الليثيوم التي ذابت من الصخور في تلك البحيرات، كما لعبت مرتفعات الانديز دورا ايضا في هذه المساله. وادي المناخ الجاف في هذه المنطقه الي تبخر تلك البحيرات، مخلفه ورائها املاحا بلوريه نراها في المسطحات الملحيه في مرتفعات سلار دي يوني وسلار دي اتاكاما في وسط صحراء اتاكاما التي تمثل اكثر الاماكن جفافا علي سطح الارض. اسباب سياسيه ومنطقه سلار دي اتاكاما ليست جميله مثل منطقه سلار دي يوني بسبب الاتربه التي تهب عليها من الصحراء المحيطه ، لكنها تعد اكبر مصدر لاستخراج معدن الليثيوم. لكن لماذا لم يقترب احد من مسطحات سلار دي يوني بينما يمتلئ المكان الاخر بانشطه استخراج الليثيوم؟ الرواسب الارضيه في اتاكاما غنيه اكثر بمعدن الليثيوم من منطقه ديوني واسهل في الاستغلال، لانها اقرب الي البحر كما انها عباره عن سهول مسطحه وليس مرتفعات جبليه. كل هذه العوامل تجعل الطرق والبنيه التحتيه الضروريه للتصدير اقل تكلفه، كما ان السياسه ايضا تلعب دورا مهما في ذلك. مسطحات سلار دي اتاكاما تتبع دوله تشيلي حيث تتمتع تلك الدوله بعلاقات عمله طويله وطيبه مع شركات المناجم الاجنبيه، التي تستخرج ايضا معدن النحاس الذي تعد تشيلي اكبر منتج له في العالم . وعلي النقيض من ذلك، فان الحكومه اليساريه الراديكاليه في بوليفيا ترفض منح عقود لاستخراج الليثيوم الي الشركات الغربيه، علي افتراض ان هذه الشركات مطمئنه الي ان الحكومه البوليفيه لن تصادر ممتلكاتها. لكن، اذا رغب العالم في تلبيه الطلب المستقبلي علي الليثيوم فان المزيد من المخزونات يجب اكتشافها. لكن معظم المصادر الاخري لليثيوم تقع في مناطق ملتهبه مثل افغانستان والتبت الي جانب بوليفيا بالطبع. واذا تعاونت الحكومه البوليفيه مع الشركات الغربيه التي لديها الخبره والقدره الماليه علي استغلال ثروات هذه المنطقه من الليثيوم، فربما اصبحت مسطحات سلار دي يوني سببا لرخاء هذا البلد الذي يعد واحدا من افقر بلدان امريكا الجنوبيه. وبدات بوليفيا مؤخرا مشروعا تجريبيا لاستخراج الليثيوم من هذه المنطقه. ولذلك انصحك بزياره هذا المكان الرائع الان اذا كان بمقدورك، قبل ان يزدحم بصناعه استخراج الليثيوم.
الليثيوم هو احد اهم مكونات البطاريات الصغيره، التي تمد الكثير من الاجهزه بالطاقه. وقد يؤدي الاعتماد لي بطاريات الليثيوم الي تخفيض الاستهلاك العالمي للوقود الحفري.