Lithium

Das chemische Element Lithium mit dem Symbol Li besitzt die Ordnungszahl 3 im Periodensystem der Elemente. Es gehört zu den Alkalimetallen, ist das leichteste Metall und besitzt eine silbrig-weiße Farbe in seiner reinen Form. Obwohl es zu den Metallen gehört, ist es sehr weich und kann sogar mit einem Messer geteilt werden. Weiterhin charakterisiert es sich durch eine geringe Dichte (0.534 g/cm³) und einem Schmelzpunkt von lediglich ca. 180 °C.

Lithium ist ein sehr reaktives Element. Es reagiert stark mit Wasser unter Freisetzung von Wasserstoff, aber auch mit Sauerstoff und bildet dabei Lithiumoxide. Aufgrund seiner Reaktivität wird Lithium oft in Öl oder in einer inerten Atmosphäre aufbewahrt, um eine unerwünschte Reaktion mit dem atmosphärischen Wasserdampf (Luftfeuchtigkeit) oder weiteren Bestandteilen der Luft wie Stickstoff und Sauerstoff zu verhindern.

Als lithophiles Element kommt Lithium auf der Erde hauptsächlich in der Erdkruste mit einer Konzentration zwischen 20 und 60 µg/g vor, ausschließlich in gebundener Form von z.B. Mineralen wie Spodumen, Petalit und Lepidolith oder gelöst in (hydrothermalen) Poren- oder Oberflächenwässern. Die Anwendbarkeit vom Lithium ist breit gefächert, so wird es von Akkumulatoren über die Verwendung als Legierung bis hin zur Medizin eingesetzt. Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind in vielen elektronischen Geräten weit verbreitet, darunter Mobiltelefone, Laptops und Elektroautos. In der Humanmedizin wird Lithium in Form von Salzen wie Lithiumcarbonat oder Lithiumsulfat zur Behandlung von bipolaren Störungen oder als Antidepressiva eingesetzt.

In der geowissenschaftlichen Forschung können die beiden natürlichen Lithiumisotope 6Li und 7Li ebenfalls für unterschiedliche Fragestellungen angewandt werden. So kann die Lithiumisotopenanalyse zum Beispiel Einblicke in die geochemische Entwicklung von hydrothermalen Fluiden geben, und somit z.B. Rückschlüsse auf die Lagerstättenbildung ziehen lässt oder Einblicke in die Evolution der Erdkruste erlaubt. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Lithiumisotopenanalyse ist beispielsweise in der Paläoklimarekonstruktion, in dem sie uns ermöglicht Verwitterungsraten zu bestimmen.

Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Lithium-Ionen-Akkumulatoren für zum Beispiel Elektrofahrzeuge oder Photovoltaik-Anlagen hat Lithium in den letzten Jahren an wirtschaftlicher Bedeutung gewonnen. Länder wie Chile, Australien und Argentinien haben bedeutende Lithiumvorkommen und sind wichtige Produzenten für den globalen Markt. Aber auch europäische Länder wie Deutschland, Frankreich und die skandinavischen Länder verfügen über erschließungswürdige Lithiumlagerstätten. Ein ambitioniertes Projekt zum Beispiel gewinnt seit Ende 2023 Lithium aus Geothermalbohrungen im Oberrheingraben.