리튬가 에너지 스타로 불리는 이유는 무엇입니까?
일부 사람들은 리튬가 21세기 에너지 금속이라고 생각합니다. 리튬는 가연성 금속으로, 1g의 리튬가 산소와 반응하여 43.18kJ의 열을 방출하며, 이는 알루미늄의 1.72배입니다. 그러나 이는 리튬가 '고에너지 금속'일 뿐입니다. 리튬가 에너지 분야에서 특별한 평가를 받는 주된 이유는 리튬의 핵 융합 반응입니다.
핵 융합은 별들이 빛과 열을 발산하는 원인이며, 수소폭탄이 무서운 에너지를 방출하는 이유입니다. 그러나, 리튬의 핵 융합 반응을 인간이 통제할 수 있도록 하고 순간적인 폭발이 아닌 안정적인 에너지 출력을 달성하려면 아직까진 어려운 과제입니다. 현재 가능성이 가장 높은 두 가지 수소 동위원소인 데우터륨과 트리튬의 융합 반응이 연구되고 있습니다. 데우터륨은 또한 무거운 수소로 불리며, 데우터늄을 함유한 물은 무거운 물이라고 불립니다. 바다에서 추출할 수 있지만, 비용이 매우 높습니다.
그럼에도 불구하고 핵 융합은 여전히 멀리 떨어진 목표입니다. 과학자들은 리튬의 동위원소 중 하나를 중성자로 撞하면 트리튬와 헬륨 원자로 분열되는 반응을 발견했습니다. 리튬는 자연에서 다양한 리튬 광물로부터 추출할 수 있기 때문에, 핵 융합 반응을 위한 물질 기반이 마련되었습니다. 사실, 수소폭탄은 데우터늄 리튬를 연료로 사용하여 '순간의 영광'을 이루었습니다.
물론, 수소폭탄과는 달리, 현재 리튬의 핵 융합은 여전히 많은 난제들에 직면하고 있으며, 실제 적용되는 단계에 도달하기까지는 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 그러나, 리튬의 다른 제품은 실제로 강력한 에너지 지원을 제공하고 있습니다. 그것은 리튬 배터리입니다.
리튬 배터리는 리튬를 함유한 배터리를 의미하며, 대략적으로 두 종류로 나뉩니다. 리튬 금속 배터리는 비용이 많이 들고 일회용입니다. 리튬 이온 배터리는 충전이 가능하며, 재사용이 가능합니다. 심장 자극기와 같은 장치에서는 작고, 높은 에너지, 오래 사용할 수 있는 배터리가 필요합니다. 리튬 금속 배터리는 이러한 특성을 가진 고에너지 화학 배터리입니다. 더 많은 경우에는, 재사용이 가능한 두회용 배터리, 예를 들면 스마트폰, 노트북, 카메라, 디지털 카메라가 필요합니다. 리튬 이온 배터리는 다른 재사용 가능한 배터리에 비해 무게가 가볍고, 용량이 크고, 서비스 시간이 길고, 자동 방전율이 낮으며, 충전 및 방전이 빠르기 때문에 많은 전자 제품의 선택 사항입니다. 또한, 리튬는 가장 가벼운 금속이며, 밀도가 매우 낮고, 리튬 원자는 가장 작은 금속 원자입니다. 알루미늄, 마그네슘 등과 함께 리튬 합금을 만들 수 있으며, 일반 합금에 비해 비슷한 강도를 유지하면서 무게를 줄일 수 있습니다. 더 가벼운 재료는 항공 우주 산업에서 더 빠른 비행 속도와 더 큰 운송 용량뿐만 아니라 에너지 절약에도 도움이 됩니다.
그래서, 리튬가 작아도 에너지 분야의 '스타'입니다!