Perché il litio è considerato la stella dell'energia?
Alcuni definiscono il litio come il metallo energetico del XXI secolo. Il litio è un metallo infiammabile, e la reazione di un grammo di litio con l'ossigeno rilascia 43,18 kJ di energia, pari a 1,72 volte quella dell'alluminio. Tuttavia, questo non fa altro che descrivere il litio come un "metallo ad alta energia". Il ruolo del litio nel campo dell'energia nucleare è la ragione principale per cui è considerato una "stella dell'energia".
La fusione nucleare è la fonte di luce e calore delle stelle, ed è anche la ragione per cui le bombe all'idrogeno rilasciano un'enorme quantità di energia. Tuttavia, per sfruttare la fusione nucleare a fini umani e ottenere un rilascio stabile di energia anziché un'esplosione istantanea, è necessario realizzare la fusione nucleare controllata. Attualmente, la ricerca più avanzata e con maggiori possibilità di successo riguarda la fusione di due isotopi dell'idrogeno: il deuterio e il trizio. Il deuterio, noto anche come idrogeno pesante, e l'acqua contenente deuterio sono chiamati acqua pesante, e possono essere estratti dall'acqua di mare. Sebbene il contenuto di acqua pesante nell'acqua di mare non sia elevato (circa lo 0,015%), la quantità totale di acqua di mare è enorme, quindi la quantità di deuterio è considerevole. Tuttavia, sul nostro pianeta il tritio è praticamente assente in natura, e la sua produzione artificiale è molto costosa. Ciò non significa, però, che la fusione nucleare sia irraggiungibile. Gli scienziati hanno trovato una soluzione alternativa, scoprendo che quando un atomo di litio isotopico viene bombardato da un neutrone, avviene una reazione di fissione, che trasforma l'atomo in un atomo di trizio e un atomo di elio. Poiché il litio può essere estratto da numerosi minerali contenenti litio, si crea la base materiale per la reazione di fusione nucleare. Infatti, anche le bombe all'idrogeno utilizzano il litio deuterato come combustibile per ottenere il loro "splendore istantaneo".
Certamente, a differenza delle bombe all'idrogeno, la fusione nucleare controllata presenta ancora molte difficoltà irrisolte e non è ancora pronta per l'applicazione pratica. Tuttavia, un altro prodotto del litio fornisce un potente supporto energetico: le batterie al litio.
Come suggerisce il nome, le batterie al litio sono batterie contenenti litio, e possono essere suddivise in due categorie: batterie al litio metallico e batterie agli ioni di litio. Le batterie al litio metallico sono generalmente non ricaricabili e appartengono alla categoria delle batterie primarie, mentre le batterie agli ioni di litio sono ricaricabili e appartengono alla categoria delle batterie secondarie. Nelle apparecchiature come i pacemaker, è spesso necessario utilizzare batterie di piccole dimensioni, ad alta energia e con una lunga durata di utilizzo una tantum. Le batterie al litio metallico, come batteria chimica ad alta energia, possiedono proprio queste caratteristiche. In molti casi, però, sono necessarie batterie secondarie ricaricabili, come ad esempio per telefoni, laptop, videocamere e fotocamere digitali. Rispetto ad altre batterie ricaricabili, le batterie agli ioni di litio hanno il vantaggio di essere leggere, compatte, con una tensione di esercizio elevata, una lunga durata e un basso tasso di autoscarica, oltre a una ricarica e scarica rapide, e sono quindi la scelta preferita per molti dispositivi elettronici. Inoltre, il litio ionico ha un vantaggio unico: non ha effetto memoria, e non è necessario considerare se la batteria è completamente scarica prima di ricaricarla.
Inoltre, poiché il litio è il metallo più leggero, con una densità molto bassa, gli atomi di litio sono i più piccoli atomi di metallo, e il litio metallico, insieme ad altri metalli come alluminio e magnesio, può essere utilizzato per creare leghe di alluminio-litio e magnesio-litio ultraleggere. Rispetto alle leghe ordinarie, le leghe ultraleggere consentono di ridurre la densità mantenendo una forza sufficiente. Materiali più leggeri, per l'industria aerospaziale, significano non solo velocità di volo più elevate e maggiore capacità di carico, ma anche un notevole risparmio energetico.
Quindi, nonostante il litio "sia piccolo", è una "stella dell'energia" nel settore energetico!