锂

2025年2月，搭载22颗Starlink卫星的SpaceX猎鹰9号火箭发生故障，未能执行计划的离轨燃烧。它在轨道上漂流了18天，在轨道上漂流，然后在爱尔兰西海岸附近不受控制地下降。一些部件坠落在波兰，未造成人员伤亡，但这一事件引发了政治和科学界的担忧。 由Robin Wing和莱布尼茨大气物理研究所的同事领导的一项研究表明，猎鹰9号的重返大气层在高层大气中引发了一场锂云。研究人员利用德国库隆斯博恩的共振荧光激光雷达系统，在火箭下降后检测到锂蒸气水平的急剧上升。 通常，大气中仅含有每立方厘米3个锂原子，但事件发生20小时后，密度在94.5至96.8公里的高度间飙升至每立方厘米31个原子。 锂作为污染物 锂是猎鹰9号上段的关键组成部分，存在于锂离子电池和机身的铝锂合金涂层中。据估计，上段含有约30公斤锂，而流星体每天仅向全球大气贡献约80克。 大气模型证实，检测到的云与火箭的重返大气层一致，排除了其他可能的来源。 环境影响 这是首个记录在案的案例，将太空事件直接与大气污染云联系起来。该发现提出了一些关键问题： 锂对大气化学的影响是什么？ 如何在卫星和火箭的有意离轨中限制污染风险？ 通信巨型星座发射增加可能带来什么后果？ 技术与建模 科学家们进行了超过8,000次风轨迹模拟以追踪云到重返点。此外，他们发现猎鹰9号的涂层在98.2公里的高度开始融化，与观察结果一致。 这种方法结合了直接观测和大气建模，提供了一种追踪太空活动衍生污染物的方法。 日益增长的挑战 随着卫星和火箭发射的增加，太空和大气污染成为一个日益重要的话题。科学家警告说，理解和减轻这些影响对于确保太空行动的可持续性至关重要。 猎鹰9号和锂云的案例在与太空相关的环境研究中开创了先例。这一事件不仅仅是一个轶事，它引发了关于监管和监测太空工业对地球大气影响的必要性的讨论。这项研究只是迈向更深入理解我们在地球之外的活动如何改变地球化学平衡的第一步。

一个中国研究团队开发了一种基于单氟化氢氟烃（HFC）的新型电解质，这改变了锂电池的性能。 根据2025年底发表在Nature上的研究，这种化学物质可以在室温下达到超过700 Wh/kg的能量密度，以及在−50 °C时达到约400 Wh/kg。 这一进展代表了与当前高性能电池相比的一个飞跃，后者在正常条件下通常位于250–270 Wh/kg之间。 战略背景 在一个向加速电气化（电动交通、可再生能源储存、电气化工业）发展的世界中，保持极冷条件下的性能不再是一个技术细节，而成为一种战略条件。并非所有应用都在20 °C下运行，许多地区面临极地或大陆性气候。 电解质的作用 电解质在阳极和阴极之间传输锂离子。传统溶剂，基于氧或氮，存在以下限制： 与Li⁺离子协调过强。 修改后粘度高。 快速充电和低温下效率下降。 问题集中在电极-电解质界面，在寒冷条件下动力学减慢。 HFC的创新 HFC以前曾被考虑过，但存在盐溶解度低和稳定性问题。新开发的关键在于增强氟原子的路易斯碱性，实现与Li⁺离子更弱但稳定的协调。 合成了六种溶剂，并在硬币型和袋型电池中进行了评估。新化合物能够以超过2 mol/L的浓度溶解锂盐，突破了历史性障碍。 明星电解质：1,3-二氟丙烷（DFP） 低粘度：0,95 cP。 抗氧化稳定性：>4,9 V。 离子电导率：0,29 mS/cm 在−70 °C。 库仑效率：99,7 %，即使在苛刻条件下。 每Ah电解质用量少于0,5 g，提高了整体能量密度。 潜在应用 结果是每公斤更多的能量和在−50 °C下的稳定运行。这为以下领域开辟了新可能性： 寒冷地区的电动车辆，减少对化石燃料的依赖。 ...

在卡塔马卡省，当地旅游服务提供者指控中国锂矿公司Zijin-Liex正在导致Fiambalá的山地湖泊干涸，这一目的地因其自然美景和日益增长的旅游吸引力而闻名。 抗议活动通过在“km 0”处封路得以实现，该处是通往Pissis阳台的入口，这一地区具有很高的景观价值，也被矿业公司使用。 最初作为道路安全的诉求，逐渐演变为对环境生态屠杀的指控，特别关注绿湖，其水位据称已下降了五米。服务提供者认为，这一现象与附近盐湖的锂开采直接相关。 Fiambalá因其山地湖泊而巩固了其作为旅游目的地的地位：蓝湖、黑湖和绿湖，后者因其多变的颜色而被认为是该地区的瑰宝。这些自然资源的丧失不仅危及生物多样性，还危及依赖旅游业的当地经济。 与锂矿公司的争议 Zijin-Liex公司在2024年10月就曾遇到问题，当时Fiambalá的锂加工厂建设被迫暂停。出现了大规模裁员、工作条件恶劣的指控，甚至有针对一名经理的性别暴力指控。社区原本期待繁荣和发展，却遭遇失业和挫折。 居民表达了他们的失望：“我儿子就这样被解雇了，找找看有没有工作，承诺的发展在哪里？”。没有规划和明确的环境措施的采矿业的到来，改变了一个以放牧和羊毛编织为传统的社区的日常生活。 锂的环境影响 锂的开采需要大量的水：每吨需要2,000到5,000升。在像Fiambalá这样干旱的地区，这一需求显得尤为关键。 盐湖和充满活力的湖泊因水源过度开采而面临消失的风险。 对于人口、动物和植物至关重要的水被转用于采矿。 依赖这些景观的旅游业面临不确定的未来。 旅游服务提供者坚持要求执行管理Pissis阳台通道的条例，并对采矿活动进行更严格的控制。市长Raúl Usqueda前来与抗议者对话，但解决方案似乎仍然遥远。 全国性的问题 Fiambalá的案例反映了一个更大的困境：锂矿业，这一全球能源转型的关键资源，正在对阿根廷社区产生严重的环境和社会后果。经济发展的承诺必须伴随着伦理和环境责任，据指控，许多项目中这一点缺失。 如果没有适当的管理，采矿的推进可能会将这些景观变成生态和社会沙漠，危及生物多样性和社区的文化身份。 Fiambalá的指控揭示了矿业发展与自然资源保护之间的紧张关系。山地湖泊的干涸不仅威胁到生物多样性，也威胁到该地区的经济和文化生计。挑战在于在开发战略资源与保护维持生命和地方身份的生态系统之间找到平衡。

科学家首次成功直接测量了由火箭再入产生的污染。研究检测到在猎鹰9号上级不受控制地进入大气层后，高空大气层中锂元素突然增加。 事件发生在2025年2月，当时装置在爱尔兰西海岸前再入并在中欧上空解体。大约20小时后，德国记录到异常的锂浓度。 研究由莱布尼茨大气物理研究所领导。数据显示，在通常几乎不存在自然出现的层中，锂的水平高达十倍于平均值。 如何测量“污染柱” 团队使用大气激光雷达技术分析了25至80公里高度的颗粒。此外，还结合了雷达信息和风轨迹来重建污染空气团的移动。 锂云被定位在94至97公里的高度之间。它在27分钟内保持可检测状态，直到仪器记录结束。 为了排除自然原因，科学家们检查了地磁条件和电离层数据。结果证实，来源是火箭的解体，其组件在烧蚀过程中释放了金属。 航天活动导致的大气污染 锂用于电池和航天电子系统。然而，在中层大气和低热层中，其自然存在量极少，因此突然增加具有重要意义。 每次废弃卫星或上级的再入都意味着金属和金属氧化物的释放。虽然许多材料在下降过程中发生化学转变，但部分仍悬浮在空中。 随着过去十年中轨道发射的持续增加，再入事件越来越频繁。因此，可能会在中层大气中形成一个人为金属的持续流动，对化学和气候过程产生累积影响。 新兴的环境挑战 迄今为止，这些事件难以量化。因此，该研究标志着评估航天工业环境影响的转折点。 此外，它还引发了关于发射监管和设计更环保材料的疑问。火箭的部分再利用减少了废物，但未能消除高层颗粒的排放。 总之，航天活动的扩展要求将大气变量纳入全球环境议程。发生在近100公里高空的事件也是地球生态平衡的一部分。

在胡胡伊的Tusaquillas社区，Franco Vedia与其他家庭一起生活，他们是Salinas Grandes和Guayatayoc湖流域的38个社区之一。在那里，畜牧业和农业维持着日常生活，这个脆弱的环境可能因普纳的锂开采而面临危险。 然而，锂矿业的发展使这种与土地的祖传关系变得紧张。在Salinas Grandes，普纳的一部分正在抵制新的采掘项目的到来。 当地的宇宙观将山脉、河流和水源视为活生生的实体。因此，尊重自然是文化身份的核心部分。 然而，高安第斯湿地集中了全球一半以上的锂资源。因此，国际压力对这些生态系统的影响不断增加。 锂与湿地：战略财富与水资源脆弱性 锂被认为是能源转型的关键，对电池和可再生能源至关重要。因此，其全球需求持续增长。 在阿根廷北部，主要的高安第斯湿地位于卡塔马卡、萨尔塔和胡胡伊。在那里，开采主要通过地下盐水进行。 这一过程涉及在半干旱地区大量抽水。因此，当地社区警告对水资源可用性的影响。该地区是所谓的“锂三角”的一部分，与玻利维亚和智利共享。此外，阿根廷已有六个矿山在运营，智利有两个。 尽管项目必须经过技术和环境评估，但争论仍在继续。社区要求根据国际劳工组织第169号公约给予自由、事先和知情同意。 环境治理与制度紧张 像环境与自然资源基金会这样的组织支持Salinas Grandes和Guayatayoc湖的社区。他们的工作旨在加强咨询过程和湿地保护。 阿根廷于1992年加入拉姆萨尔公约，并拥有24个受保护地点。然而，指定并不在所有情况下阻止采掘活动。 与此同时，像力拓这样的公司在锂投资方面处于领先地位。行业内认为存在对话平台和参与式监测。 然而，社区代表指责缺乏有效倾听。因此，冲突暴露了经济发展与土地权利之间的紧张关系。 阿根廷北部锂开采的利益与困境 锂的开采在NOA省份创造了外汇、就业和基础设施。此外，使该国成为全球脱碳的关键角色。同时，它可以推动与电池和技术相关的价值链。这在能源转型的背景下为工业机会打开了大门。 然而，利益必须与独特生态系统的保护相平衡。高安第斯湿地调节水源、捕获碳并维持生物多样性。 最近将土著领土登记为“生命领土”在TICCA注册中标志着一个先例。它加强了社区作为环境监护人的角色，以应对全球北方的需求。 总之，挑战不仅在于开采一种战略矿物。而在于确保水源、生物多样性和权利在一个每一滴水都很重要的地区。