你以爲鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

你以為鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

鋰礦石

世界上許多國家都在積極地開展新能源的研究和開發,鋰就是其中最引人注目的一個方向,而且有可能成為今後新能源的頂樑柱。與鈾礦主要用於軍用和原子能發電不同的是,鋰更多的是民用,但同樣可以在軍用和原子能發電領域發揮更大的作用,其潛力就像氫彈比原子彈威力更大一樣。

民用領域,許多國家對鋰有機電解質電池、鋰無機電解質電池、鋰熔鹽電解質電池、鋰固體電解質電池和鋰水電池等,進行了大量的研究工作,並根據不同的用途試製和生產出許多各具特色的鋰電池。它廣泛用於心臟起搏器、臺式或袖珍電子計算機、電子手錶、助聽器、攝影記錄器、磁帶錄音機、閃光燈、燈塔、浮標、電視及便攜式無線電裝置,甚至還用作玩具電源,等等。

你以為鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

漢字"玫瑰"的原型——鋰雲母礦石

但為了從根本上解決能源問題,國際核聚變反應堆技術追求的是日益“民用化”和“商業化”。國際上對於“核聚變電站”計劃(ITER,俗稱“人造太陽”,是國際上僅次於“國際空間站”的第二大項目)的研究正在加快步伐。金屬鋰在受控熱核聚變中的應用是不可替代的,鋰既是生產氚的原料又是理想的冷凝劑。除參加聚變反應之外,把鋰兼作冷凝材料的液體增殖區的核聚變電站對鋰的需求量是很大的,對於一個 1 000 MW的核聚變電站,用鋰量為 500 ~1 000 噸之多。美國能源與發展署對 2030 年核聚變用鋰量進行了預測,預計到 2030 年,美國核聚變用鋰量最少為 1.6 萬噸,最多可達 7 萬噸。我國雖然有豐富的鋰資源,但金屬鋰的產量只有美國的 1%。尋找高品質的鋰礦資源,與研究出低成本、高質量、無汙染的生產鋰的方法一樣迫在眉睫。

你以為鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

全世界的學者們多年來致力於研究平穩的受控熱核聚變問題,人工智能控制住威力巨大的“核聚變”,使之造福人類。這個問題遲早是能夠解決的。一方面,地質學家在尋找自然界天生就富集了不同種類的鋰同位素的自然資源,四川的容須卡、甲基卡一帶的鋰輝石就比鹽湖中的鋰更加富集 6Li,如前所述,只有 6LiD 才可能製成氫彈;另一方面,原子能方面的科學家已經在諸多方面取得了創新,中國的託卡馬克裝置已經在數量上和質量上居於世界前列。2017 年 7 月,我國宣佈超導託卡馬克裝置“東方超環(EAST)”再次取得突破,在全球首次實現了百秒以上的穩態高約束運行模式,相當於穩定地“燃燒”了上百秒。“人造太陽”工程的這一進步,標誌著人類離實現可控核聚變的夢想更進了一步。

你以為鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

總之,戰略性新興產業礦產中的代表性礦種——鋰,越來越受到重視。但是,目前還只是從儲能的角度,即各種各樣的鋰電池,被老百姓所熟悉,而作為“生能”的高端利用——可控核聚變服務於人類,則還是一個翹首以盼的美夢,可望在不遠的將來變成現實,就好像“滿街跑的汽車”和“隨手拿的手機”忽如一夜春風來,千樹萬樹“鋰”花開一樣!

你以為鋰只用來做電池嗎,可控核聚變才是它的終極用途

紫鋰輝礦石晶體

文章節選自:王登紅,吳西順.21世紀的能源金屬——鋰的奧秘[J].國土資源科普與文化,2017,(4):22-27


分享到:


相關文章: