Lithium: Ein Relikt des „Big Bang“ prägt unsere Zeit
Lithium ist eine zentrale Ressource für alles von Mobiltelefonen bis zu Elektrofahrzeugen. Die Vorräte sind begrenzt, während die Nachfrage rasant steigt. Das Metall spielt eine Rolle in globaler Politik, von Trumps Interesse an Grönland bis zu Putins Bestrebungen in der Ukraine.
Die Bronze- und Eisenzeit wurden nach den Metallen benannt, die den gesellschaftlichen Fortschritt prägten. Heute leben wir in der sogenannten Lithiumzeit. Telefone, Laptops und Elektrofahrzeuge sind ohne Lithium undenkbar. Der Übergang zu Elektromobilität wäre ohne das Metall nicht möglich.
Laut dem Weltwirtschaftsforum wird die Nachfrage nach Lithium bis 2035 auf 3,8 Millionen Tonnen steigen, das Vierfache des heutigen Bedarfs. Im Gegensatz zu Eisen ist Lithium nur begrenzt vorhanden. Weltweit werden insgesamt rund 115 Millionen Tonnen geschätzt.
Die chemischen Eigenschaften von Lithium und ihre Bedeutung für moderne Technologie
Lithium ist ein Alkalimetall mit der Ordnungszahl drei. Es ist das leichteste bekannte Metall und sehr reaktiv. Reines Lithium sieht leicht cremefarben aus, kann aber nicht mit der Hand gehalten werden, da es mit Feuchtigkeit reagiert und explodieren würde.
Vorkommen von Lithium finden sich in Mineralien oder in Salzen im Wasser. Die hohe Effizienz in Batterien liegt daran, dass Lithium besonders gut Ionen bilden kann. Diese Ionen wandern zwischen Kathode und Anode und erzeugen Strom beim Laden und Entladen.
Aufgrund seiner leichten und reaktiven Atomstruktur liefert Lithium eine hohe Energiedichte. Physikalisch gesehen gibt es kein besseres Element für Batterien. Am Ångströmlabor in Uppsala kann man Lithium in Handschuhboxen unter Argongas in reiner Form handhaben.
Forschung an Batterien und die Herausforderungen des Akkualltags
In Uppsala werden Batterien zyklisch geladen und entladen, um zu prüfen, wie Materialien reagieren. Eva Krutmeijer erklärt, dass dies zeigt, warum Akkus sich über die Zeit verschlechtern. Ihr Buch „Lithium – Die unwahrscheinliche Geschichte des wichtigsten Metalls unserer Zeit“ beleuchtet die Bedeutung des Metalls für unsere moderne Welt.
Sie betont, dass die Nachfrage die heutige Gewinnung und das Recycling übersteigt. Schweden könnte insbesondere im Recycling führend werden, obwohl Elektroautobatterien derzeit länger halten als erwartet. Das verzögert großflächige Wiederaufbereitung und erschwert die Wirtschaftlichkeit.
Lithium wurde im 19. Jahrhundert in Stockholm entdeckt. August Arfwedson fand die ersten Proben unter Anleitung von Jacob Berzelius. Ein Teil des Lithiums stammt aus dem „Big Bang“, der Rest wurde in Sternen gebildet. Krutmeijer weist darauf hin, dass wir heute etwa fünf Gramm Lithium in unseren Mobiltelefonen tragen.
Die Bedeutung von Lithium für Gesundheit und Medizin
Menschen haben etwa sieben Milligramm Lithium im Körper, das für Gehirnfunktion und Neurotransmitter-Systeme wichtig ist. Lithium wird in der Behandlung bipolarer Störungen eingesetzt. Forschung zu genauen Wirkmechanismen ist begrenzt, da Lithium nicht patentierbar ist und die Dosierung empfindlich ist.
Globale Kontrolle und die geopolitische Dimension von Lithium
China dominiert die industrielle Verarbeitung von Lithium. Europa und Schweden verfügen über eigene Vorkommen und planen Giga-Fabriken. Die geopolitische Bedeutung zeigt sich auch an Trumps Interesse an Grönland und den Lithiumvorräten der Ukraine. Lithiumabbau ist mit hohem Wasserverbrauch und Umweltbelastungen verbunden.
Die EU verfolgt eigene Initiativen für eine „grüne“ Rohstoffproduktion. Schweden ist besonders im Bereich seltener Erden relevant. Industriekommissar Stéphane Séjourné besuchte die LKAB-Mine in Kiruna, deren Vorkommen EU-Ziele unterstützen könnten. Recyclingansätze sollen bis 2030 einen Anteil von 25 Prozent decken.
Alternative Speichertechnologien und Perspektiven für die Energiewende
Natriumionenbatterien gewinnen an Bedeutung, etwa durch das Unternehmen Altris aus Uppsala. Sie bieten Vorteile für stationäre Energiespeicher, da Natrium reichlich vorhanden ist. Lithium bleibt jedoch unverzichtbar, da seine physikalischen Eigenschaften nicht ersetzt werden können.
Lithiumstrategien für Deutschland und Europa
Deutschland steht vor der Herausforderung, Lithium effizient zu nutzen, zu recyceln und alternative Speichertechnologien zu entwickeln. Aufbau eigener Kapazitäten und Recyclingstrategien ist entscheidend, um Versorgungssicherheit und technologische Wettbewerbsfähigkeit in der Automobil- und Elektronikindustrie zu gewährleisten.
