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Lithium – die Akku-Power

10.09.2020

Lithium ist ein Alkalimetall und kommt in der Natur in einigen Mineralien vor. Der Anteil an der Erdkruste ist zwar gering, es zählt aber nicht zu den „seltenen Erden“. Das silberweiße Leichtmetall hat bei Raumtemperatur die geringste Dichte aller festen Elemente. Es schwimmt auf Paraffinöl, lässt sich mit einem Messer schneiden und leitet sehr gut Strom und Wärme.

Vorkommen: Lithium kommt in Australien sowie den Salzseen Salar de Uyuni in Bolovien oder Salar de Atacama in Chile vor. Doch nun haben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) einen neuen Weg entdeckt, um Lithium auch im Oberrheingraben abzubauen – umweltfreundlich und kostengünstig. Das Lithium soll dabei minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des Oberrheingrabens gefördert werden. 

Verwendung: Die Herstellung von Aluminium, Glas und Keramik benötigt Lithium. Den größten Teil der Weltproduktion (77.000 Tonnen 2019) verschlingt aber die Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus für Handys, Solarbatterien oder Elektroautos.

Interessant: Bis zu 2035 könnte sich der Bedarf an dem Rohstoff verdreifachen. Gründe sind neue Speichersysteme in der Energiebranche und die Elektromobilität. 40.000 Tonnen dieses chemischen Elements werden benötigt werden, um das Ziel der Bundesregierung von sechs Millionen batterieelektrischen Fahrzeugen bis 2030 zu erreichen, rechnen die Autoren einer aktuellen Studie des Bundesamts für Naturschutz vor. In einem Smartphone-Akku stecken derzeit knapp drei Gramm Lithium, in einem Elektroauto-Akku rund 40 Kilogramm.

Der Preis: Im Jahr 2018 stieg der Preis für eine Tonne Lithiumcarbonat auf etwa 16.500 US-Dollar pro Tonne. Damit hatte sich der Preis seit 2012 fast vervierfacht. Für reines Lithium stieg er von 6500 auf mehr als 9000 US-Dollar pro Tonne. Der Rohstoff wird nicht an der Börse gehandelt, Fördergesellschaften und die weiterverarbeitende Industrie bestimmen den Preis. Derzeit sinken die Lithium Preise, obwohl der Bedarf weiter steigt. Der Grund ist eine Überversorgung.

Lithium in der Medizin: 1949 hatte der australische Psychiater John Cade bemerkt, dass Meerschweinchen durch Lithiumsalze weniger stark auf äußerliche Reize reagierten, ruhiger, aber nicht schläfrig wurden. Nach einem Selbstversuch von Cade wurde 1952 - 1954 die Verwendung von Lithiumcarbonat als Medikament zur Behandlung depressiver, schizophrener und manischer Patienten am Psychiatrischen Krankenhaus in Risskov untersucht. Damit war der Grundstein für die Lithiumtherapie gelegt. Bei dieser wird Lithium in Form von Salzen, wie dem Lithiumcarbonat, gegen bipolare Affektstörungen, Manie, Depression und Cluster-Kopfschmerz eingesetzt.

Wer hat es entdeckt und benannt? Als Entdecker des Lithiums gilt der Schwede Johan August Arfwedson, der im Jahr 1817 die Anwesenheit eines fremden Elements in Petalit und bald darauf auch in Spodumen und Lepidolith feststellte, als er Mineralienfunde von der Insel Utö in Schweden analysierte. Sein akademischer Lehrer Jöns Jakob Berzelius schlug Lithion, eine Ableitung zu griech. λίθος líthos ‚Stein‘, als Namen vor, der entsprechend den Bezeichnungen der andern beiden damals bekannten Alkalimetallen Natrium und Kalium auf das Material hinweist, aus dem es gewonnen wurde, und der sich schließlich in seiner latinisierten Form Lithium durchgesetzt hat. 1818 war es der deutsche Chemiker Christian Gottlob Gmelin, der bemerkte, dass Lithiumsalze eine rote Flammenfärbung ergeben. Beide Wissenschaftler scheiterten in den folgenden Jahren mit Versuchen, dieses Element zu isolieren. Dies gelang erstmals William Thomas Brande und Sir Humphry Davy im Jahr 1818 mittels eines elektrolytischen Verfahrens aus Lithiumoxid (Li2O). Robert Bunsen und Augustus Matthiessen stellten 1855 durch Elektrolyse von Lithiumchlorid (LiCl) größere Mengen reinen Lithiums her.

Zu den genauen Eigenschaften von Lithium: https://www.seilnacht.com/Lexikon/03Lithi.ht

Zur Ökonomie des Elements: https://www.brandeins.de/magazine/brand-eins-wirtschaftsmagazin/2018/reset/oekonomie-der-elemente-lithium-li

Zur Preisentwicklung: https://www.computerbild.de/artikel/cb-Tipps-Finanzen-Lithium-Aktien-26296461.html

Autor: Sabine Latorre / Heike Marburger