1929 annonserades 7UP-läsk som en "Bib-label Lithiated Lemon-Lime Soda" och senare 7UP Lithiated Lemon Soda. Den populära drycken innehöll faktiskt litiumcitrat, en förening gjord av grundämnet litium, samma som finns i dagens litiumjonbatterier. Det finns ingen bekräftad förklaring till 7 i 7UP, men vissa människor har spekulerat att det beror på att litiums atommassa är nära 7 (det är 6,94, men de kanske har avrundats).
Ändå var litiumcitrat (litiumsalt) en ingrediens i drycken mellan 1929 och 1948 när U.S. Food and Drug Administration (FDA) förbjöd den att användas i läsk och öl.
Varför satte företag litium i sina drycker från början? I århundraden ansågs litiumvärmekällor vara medicinska, och under hela 1800-talet användes litium för att behandla gikt - inklusive "hjärngikt". Det skrevs också ut i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet för mani och melankolisk depression, så elementet hade ett gott rykte.
Men idag efterfrågas litium högre än någonsin tidigare. Och medan de flesta förmodligen tänker på elementet i termer av batterier för bärbara datorer och elbilar, används elementet för saker långt bortom teknik. Faktum är att litium fortfarande används för att behandla vissa humörstörningar; den har använts i högteknologiska linser vid FERMILAB protonkonverteringssystem i årtionden; och det hjälper till att stabilisera glas och keramik. Det finns till och med några som tror att mikrodosering skulle vara fördelaktigt för mental hälsa (mer om det senare).
Innehåll
Litium är ett av de lättaste grundämnena på jorden. Dess atomnummer är 3 och dess atommassa är 6,94. Liksom andra metaller är litium mjukt och formbart. Den är silverfärgad och har samma täthet som ett furublock, säger Michael McKibben, forskningsprofessor i geologi vid avdelningen för jord- och planetvetenskap vid University of California, Riverside.
Johan August Arfwedson upptäckte litium 1812 när han höll på att sönderdela litiumsilikatmineraler, inklusive petalit, på den svenska ön Utö. Han fann att petalit innehöll den tidigare okända metallen litium. "Så Arfwedson och hans professor bestämde sig för att döpa det nya elementet efter det grekiska ordet för sten, lithos, för att återspegla sin upptäckt i mineraler istället för växter och djur", säger McKibben. Idag är stenar en primär källa till litium, även om det också finns i varma källor och under torkade sjöbäddar.
I århundraden var människor kända för att bada i litiumvarma källor för sina upplevda medicinska fördelar, som de som finns i Lithia Springs, Georgia. Sweet Water Hotel and and Health Resort som en gång låg där var så berömt att människor som Mark Twain, Vanderbilts och flera presidenter, inklusive Theodore Roosevelt, besökte. Idag tenderar varma källor, geotermiska områden och saltlösning att ha höga mängder litium. Precis som pegmatiter och granit innehåller vulkaniska bergarter mycket litium, förklarar McKibben. "Alla processer som vittrar ut dessa stenar till lera, till exempel, eller evaporativa processer som koncentrerar saltlösningar, kan ytterligare berika litiumet i de miljöer där vi ser att litium bryts."
"Det är sant att folk tänker på batterier eftersom det är ungefär 75 procent av användningen", säger McKibben. "Du kan bedöma alla saker du har som har litiumjonbatterier, och listan växer:bilar, droger, cyklar, skotrar, telefoner, surfplattor, gräsklippare. Jag har en ogräshackare som drivs med litiumbatteri."
Trots förbudet mot litium i drycker är det en effektiv oral behandling för humörstörningar idag (du konsumerar det bara inte i citron-lime soda). Det heter Lithobid, men sedan 1950-talet har läkemedelsföretag lagt till riktade syntetiska alternativ.
Har du någonsin undrat hur övergångslinser fungerar eller varför tonade rutor blir mörkare som svar på solen? Kraften med litium!
"Många moderna fönster i hus blir mörka i starkt solljus, och det är på grund av litiumföreningarna i glaset", förklarar McKibben. "Litium i glas är ett lager av litiumjoner som migrerar som svar på solljus och sedan mörknar glaset." Den andra dagliga användningen av litium är i keramik och glasögon eftersom litium förbättrar keramik och glasens hållbarhet och hjälper till att stabilisera färgen.
Litiumbrytningen blomstrar idag, delvis tack vare ökningen av elbilar och efterfrågan på litium för de laddningsbara batterierna. Tävlingen håller på att bryta elementet och även om det har bryts i North Carolina, Nevada och Kanada, kommer det mesta av världens litium från Sydamerika och Australien. "Litiumtriangeln" är en region där Chile, Argentina och Bolivia möts i Atacamaöknen. Här pumpas litium från under torra sjöbäddar som kallas salares , det spanska ordet för torra sjöbäddar, och läggs sedan i avdunstningsdammar.
Atacama Salar är en saltlägenhet i Chile och är världens största litiumproducerande fyndighet. Den producerar för närvarande ungefär en tredjedel av det globala litiumet och är ungefär lika stort som Yosemite National Park. "Du kan se dem från rymden," påpekar McKibben. "De är enorma. Var och en av dessa dammar är lika stora som en fotbollsplan, och det finns hundratals av dem. Det är det som slår mot miljön i Chile."
Även om gruvprocesser varierar (och kan vara mycket hemliga) fungerar de i princip så här:Litium utvinns från en mineralrik saltlake under jorden och förs till ytan för att avdunsta i stora bassänger. Den återstående saltlösningen behandlas i flera steg tills litiumet är klart för användning. Processen är mycket destruktiv för den omgivande miljön. Växtliv dör, laguner torkar ut och lokala djur förlorar tillgång till sina vanliga häckningsplatser.
"Dammen förbrukar enorma mängder vatten och kemikalier och orsakar skrämmande miljöskador på jordens yta. Så det är därför detta koncept med direkt litiumutvinning från geotermisk saltlösning och oljefältssaltlösning har tagit fart under de senaste åren eftersom de förbrukar mycket mindre vattna och stör inte landet", förklarar McKibben.
Han säger också att fotavtrycket för en geotermisk anläggning för direkt utvinning av litium nära Saltonhavet i Kalifornien är cirka 100 tunnland (40,4 hektar) och förbrukar 10 gånger mindre vatten och producerar en litiumprodukt på dagar. Däremot är fotavtrycket för en avdunstningsdamm i Chile över 3 000 acres (1 214 hektar), och det tar två år att tillverka litium.
Vi tog upp hur litiumbrytning är skadligt för miljön, men det kan också ha negativa hälsokonsekvenser när det konsumeras i stora mängder och kan vara explosivt under rätt förhållanden.
"Litium är jämförelsevis instabilt, det har bara tre protoner i sin kärna, och det har en löst hållen yttre, obetald tredje elektron. Det gillar att ge upp den tredje elektronen lätt", förklarar McKibben, och detta gör det lätt för litium att reagera , speciellt med vatten, syre och kväve. "Obelagd litiummetall kommer att reagera ganska häftigt med vatten för att bilda litiumhydroxidlösning, och sedan vätgas, som är brandfarlig som en del av reaktionen, avger värme. Så det är anledningen till bränder i samband med litium."
Litiumjonbatterier kan fatta eld på grund av elektrolyterna i batterierna. McKibben säger att de är en brandfarlig organisk förening, och om det finns en defekt i ett litiumjonbatteri kan det kortsluta. Eller så kan batteriet överhettas eller punkteras från utsidan, och båda dessa problem kan få litiummetall att reagera med vatten eller luft. Batterierna har varit ansvariga för flera bränder på flygplan och på flygplatser under de senaste 10 åren.
"Det är då du får smartphones, bärbara datorer och bilbatterier som börjar brinna", säger McKibben. "Litiumbatteribränder är en växande fara, särskilt i flygplan, och det är den värsta platsen jag kan tänka mig att ha en batteribrand." Forskare fortsätter att söka efter ett mer stabilt – och mindre brandfarligt – alternativ till flytande eller gelelektrolyter.
När det gäller varför FDA förbjöd litium i läskedrycker i slutet av 40-talet, var det helt enkelt för att folk bara konsumerade för mycket av det. Och inte bara från deras favoritläsk. De fick det från sin öl, som en medicinsk behandling och till och med som ett lågt natriumalternativ till bordssalt. Människor överdoserade det och upplevde biverkningar av litiumtoxicitet, inklusive illamående, kräkningar, skakningar och njurskador.
Kommer du ihåg att vi sa att det fanns några som trodde att mikrodoser av litium kan vara bra för den mentala hälsan? 2014 föreslog en psykiater och fakultetsmedlem vid Weill Cornell Medical College, Anna Fels, i en artikel i New York Times OpEd att vi skulle börja undersöka vilka effekter vanliga doser litium kan ha på samhället.
"Den hittillsvarande forskningen tyder starkt på att självmordsnivåerna skulle minska, och kanske till och med andra våldshandlingar. Och kanske skulle demensfrekvensen minska", skriver hon i sin artikel, "Ska vi alla ta lite litium?" Kan en liten dos litium i vattenförsörjningen verkligen minska antalet självmord, våldtäkter och mord över hela USA? Fels tycks tycka att vi trots ett dåligt rykte från mitten av 1900-talet bör överväga att ta upp ämnet igen.
Och en metaanalys från 2020 av tidigare studier publicerade i British Journal of Psychiatry som undersökte hur naturligt förekommande litium i kranvatten korrelerar med lägre nivåer av självmord i lokalbefolkningen verkar hålla med henne. Just nu kommer vi dock att välja ett dopp i en mineralvarm källa.
Nu är det intressantLithium is one of the three elements known to exist during the Big Bang. However, scientists observed more lithium than theoretically should have been produced. In 2020, Arizona State researchers discovered another source of lithium, exploding stars, aka classical novae, which explains why there is more lithium than scientists initially expected. Stellar, dude.
