Война внизу. Литий, медь и глобальная битва за энергию для нашей жизни - Ernest Scheyder
ГЕРБЕРТ ГЕНРИ ДОУ давно увлекался рассолом, хотя его внимание привлек не литий, а бром, используемый в синтетических красителях и других продуктах. Плодовитый изобретатель и сын изобретателя, Доу получил свой первый патент в возрасте двадцати трех лет. В 1897 году он основал компанию Dow Chemical Co., которая сегодня является одной из крупнейших химических компаний в мире. В то время Доу использовал свое технологическое мастерство, патенты и крупные рассольные пласты Мичигана, чтобы производить бром намного дешевле, чем немецкие конкуренты.
В 1917 году, когда шла предпоследняя мировая война, дочь Доу Рут вышла замуж за Лиланда Доана, уроженца Энн-Арбора и инженера по образованию. В том же году Доан присоединился к компании своего тестя, постепенно поднимаясь по карьерной лестнице и занимая различные должности в сфере продаж. К 1930 году старший Доу умер, заболев циррозом печени, вызванным многолетним пристрастием к алкоголю.
После того как Доан помог компании пройти через Великую депрессию и Вторую мировую войну, в 1949 году он был назначен президентом Dow. Кумовство это или нет, но Доан, предпочитавший очки в тонкой оправе на своем тучном лице, доказал, что может управлять компанией, благодаря чему за тринадцать лет его руководства годовой объем продаж компании вырос почти в пять раз и составил около 900 миллионов долларов.
Отличительной чертой его руководства были регулярные выезды в хижину на севере Мичигана, где самые яркие умы компании обсуждали будущие технологии и то, как Dow Chemical может или должна развиваться, чтобы помочь в их производстве. Это был инновационный подход, особенно после войны, которая приучила целые поколения американцев принимать то, что им говорили авторитеты. Лидер корпорации поощрял инакомыслие, требовал свободного мышления и откровенного диалога.
С некоторым трепетом сотрудник, прошедший войну, поднял руку на выездном совещании в начале 1950-х годов и предложил свой прогноз на будущее: "Через пятьдесят лет каждый будет ходить с телефоном в кармане".
Комната разразилась хохотом, точнее, гоготом. О чем думал этот идиот?
Доан, однако, не смеялся. Он притих в комнате.
"Почему вы думаете, что это произойдет?" - спросил он своего младшего сотрудника, ветерана.
"Ну, никто не хочет быть привязанным к стене проволокой".
"Так что же является самым большим ограничением для этого?" Почему массовая форма общения не может быть мобильной?
"Ну, они слишком тяжелые".
Ветеран рассказал, что во время войны ему было неприятно тридцать месяцев таскаться по Европе с 40-фунтовой батареей на спине для рации своего командира. Этот опыт убедил его в необходимости более совершенных технологий. Проблема заключалась в тяжелых свинцово-кислотных батареях.
Это подтолкнуло Доана обратиться к своему руководителю исследовательского отдела Биллу Бауману с просьбой: "Выясните, какой материал для батарей будет наиболее эффективным".
На следующее утро после мозгового штурма Доана Бауман вернулся с докладом. Литий не только отлично держит электрический заряд, но и является самым легким металлом в Периодической таблице элементов, что делает его исключительно хорошим кандидатом для будущих батарей.
А компания Dow уже производила бром из рассолов по всей территории Соединенных Штатов, рассолов, которые, по мнению Доана, Баумана и компании, также могут быть хорошими источниками лития. Поэтому Доан назначил Баумана руководителем программы по изучению того, как быстрорастущая химическая компания сможет производить литий, если в будущем возникнет потребность в нем на массовом рынке. В то время как в других странах мира для производства лития использовались большие испарительные пруды, компания Dow отказалась от такого подхода, опасаясь, что в результате будет получено слишком много других солей (особенно кальция и магния), которые не найдут применения на рынке.
Если Dow могла производить бром из рассола, то, значит, компания могла производить и литий из рассола. Ученые компании работали более десяти лет. И в основном эти годы не были успешными. Литий, как выяснила компания Dow Chemical, был социальным существом среди своих друзей в Периодической таблице элементов, и он не хотел оставаться в одиночестве. Потратив огромные деньги и потратив более десяти лет, компания Dow прекратила исследования лития в конце 1960-х годов.
Но Бауман сохранил интерес к белому металлу и, покинув пост директора по технологиям компании Dow, стал своего рода штатным ученым - должность, известная как Dow Fellow. В своей лаборатории в кампусе Dow в Техасе, которую он назвал Advanced Separations Lab, Бауман начал возиться с различными проблемами, которые мучили его на протяжении многих лет, в том числе с литием.
"Мы придумаем, как получить литий", - сказал он своей команде. И они принялись за работу. К концу 1970-х годов Бауман и другой ученый компании Dow по имени Джон Ли соединили металлическую соль, содержащую алюминий, с ионообменной смолой - своеобразным фильтром для удаления определенных металлов. После многочисленных испытаний они нашли правильное соотношение этих двух компонентов, которое позволяло извлекать литий из рассола, но они не знали, как это работает. Однако Бауман и Ли обнаружили, что можно смыть литий со смолы, и, вуаля, - запасы металла.
В процессе оставался целый ряд проблем, которые не были до конца понятны команде Dow. Если они не знали, что на самом деле происходит на молекулярном уровне, это означало, что заставить процесс работать в промышленных масштабах будет практически невозможно. В 1979 году к команде присоединился молодой ученый по имени Джон Бурба, только что получивший степень доктора философии в области физической химии.
"Моим первым заданием было выяснить, что это за штука, разобраться в ее структуре и понять, почему она делает то, что делает", - вспоминает Бурба. Работая с Бауманом, Ли и другими сотрудниками лаборатории Dow, Бурба оформил множество патентов, которые помогли усовершенствовать процесс. К 1979 году в Dow впервые был осуществлен процесс прямого извлечения лития, и компания открыла небольшое предприятие во Фрипорте, штат Техас, для проведения испытаний новых процессов. В то время Dow также владела предприятием в Арканзасе по производству брома. Оказалось, что этот бром также содержал богатый литием рассол, поэтому Dow разместила испытательную установку и там. Она проработала около девяти месяцев, и все получилось, но это было дорого и нужно было дорабатывать. К тому же цены на литий были очень низкими в те годы, когда в моду вошла портативная электроника, не говоря уже об электромобилях.
В 1987 году компания Dow решила продать свой бизнес по производству химикатов для рассолов,
