Come monitorare gli ambienti a bassissima umidità per la sicurezza e la resa
Il litio è un affascinante metallo alcalino. Si trova ampiamente nella crosta terrestre, dove normalmente si trova a bassi livelli di dispersione nei minerali pegmatitici (materiali ignei cristallini grossolani), nel granito, nei depositi di argilla e nelle fonti acquose. Ciò può renderne difficile l'estrazione. Tuttavia, una volta che questo metallo morbido di colore argento è stato lavorato e convertito in diversi composti, offre una serie di proprietà uniche. Sotto forma di stearato di litio, viene utilizzato come addensante nei grassi industriali; sotto forma di ossido di litio, viene utilizzato nella produzione di smalti per ceramiche; sotto forma di sali di litio, viene utilizzato come additivo nei farmaci antidepressivi.
Il litio è probabilmente più conosciuto per il suo utilizzo nelle batterie agli ioni di litio (Li-ion), dove la sua bassa massa atomica, l'elevato potenziale elettrico e l'eccellente rapporto carica - e potenza-peso - offrono notevoli vantaggi rispetto ad altre tecnologie di batterie. Di conseguenza, le batterie agli ioni di litio sono oggi ampiamente utilizzate nei telefoni cellulari, nei computer portatili e nei veicoli elettrici.
L'umidità e il litio non vanno d'accordo!
Una delle proprietà del litio è quella di essere potenzialmente esplosivo se entra in contatto con l'acqua. La reazione che ne consegue è esotermica e libera idrossido di litio, che è solubile, e idrogeno, che si sprigiona come gas ed è estremamente infiammabile. Questo può rappresentare una potenziale sfida per i produttori di batterie e, a seconda della scala di produzione, richiede l'uso di camere ambientali sigillate, scatole a guanti o grandi ambienti anidri o asciutti.
Se l'umidità, anche in basse concentrazioni, è presente durante la produzione delle batterie, c'è il rischio di formazione di corrosione sulle superfici metalliche, compresi i componenti delle batterie e le attrezzature di produzione. L'umidità può anche influire sulle proprietà chimiche e fisiche degli elettroliti e dei separatori, causando difetti nei prodotti finiti.
La creazione di un impianto di produzione adeguato con ambienti anidri richiede un'attenzione meticolosa ai dettagli per garantire il raggiungimento e il mantenimento in sicurezza di livelli di umidità bassissimi. In genere, ciò richiede un'umidità relativa inferiore all'1%, o un punto di rugiada di almeno -40 °C o inferiore, che equivale a soli 0,15 g di umidità in ogni chilo di aria secca.
Se l'operazione di produzione è completamente automatizzata, la creazione di questo tipo di ambiente può essere ottenuta con relativa facilità. Tuttavia, le cose diventano molto più complesse se è necessario che il personale di laboratorio, di produzione o di manutenzione entri nell'area, o se ci sono più punti di accesso per i trasportatori o altre attrezzature, o se si verificano perdite nei sistemi di gestione dei fluidi.
Le sale di produzione delle batterie anidre saranno dotate di deumidificatori ed essiccatori per creare un flusso costante e positivo di aria secca. Altrettanto importante è l'uso di strumenti affidabili per la misurazione del punto di rugiada, per fornire un monitoraggio continuo delle condizioni ambientali al fine di garantire livelli ottimali di sicurezza e migliorare la resa del prodotto. Si noti che il punto di rugiada è il metodo preferito per misurare la concentrazione di vapore acqueo, poiché gli analizzatori di umidità relativa non sono sufficientemente sensibili per rilevare cambiamenti estremamente piccoli nelle condizioni ambientali, che possono avere un impatto sproporzionato sulla qualità della produzione.
In genere, i sensori del punto di rugiada vengono installati in fasi chiave del processo produttivo. Tra questi, il monitoraggio delle prestazioni degli essiccatori, dove i sensori sono normalmente installati all'uscita delle torri PSA o delle cartucce a membrana, nonché delle linee di alimentazione del gas, delle aree di lavoro e dei condotti di ventilazione e scarico.
Rilevamento e misurazione di livelli di umidità estremamente bassi
Due delle tecnologie più efficaci per misurare livelli bassissimi di umidità sono gli analizzatori e i trasmettitori a specchio freddo che utilizzano sensori a film spesso o ad ossido di metallo ceramico.
Gli analizzatori a specchio raffreddato rappresentano il gold standard. Ad esempio, il nostro Igrometro di precisione a specchio freddo S8000 può misurare il punto di rugiada fino a -60 °Cdp, mentre il La versione S8000 RS può essere utilizzata in applicazioni fino a -90 °Cdp; entrambi gli strumenti hanno una precisione di ±0,1 °Cdp, ripetibilità entro 0,05 °C, deriva zero e opzioni di comunicazione avanzate per l'integrazione con i sistemi di analisi e controllo dell'intero impianto.
Per le applicazioni meno impegnative, o dove i budget sono limitati, gli igrometri a film spesso robusti e affidabili, come il nostro trasmettitore di punto di rugiada ad aria compressa di rapida installazione SF82, o il nostro trasmettitore di punto di rugiada in ceramica ad ossido di metallo Easidew, possono offrire opzioni economicamente vantaggiose. Sono ideali per l'uso in essiccatoi, aree di produzione, camere ambientali e sistemi di ventilazione, dove offrono una combinazione di rapidità di risposta, precisione e ripetibilità con un'ampia gamma di opzioni.
Forniamo un'assistenza tecnica e applicativa completa, oltre a servizi di calibrazione, riparazione e sostituzione dei sensori.
Con oltre 40 anni di esperienza nello sviluppo di strumenti di precisione innovativi, siamo gli esperti di applicazioni per la misurazione del punto di rugiada e dell'umidità per tutte le applicazioni di produzione di batterie. Se desiderate discutere le vostre esigenze, vi invitiamo a contattare il nostro team oggi stesso.
Il litio ha solo tre protoni nel suo nucleo e un elettrone esterno molto debole. Questo lo rende relativamente instabile e facile da ionizzare. Ma come si forma?
Secondo un recente studio della NASA (Agenzia Spaziale Nordamericana), gran parte dell'elemento si è formato proprio all'inizio del nostro universo, durante quello che è diventato noto come "Big Bang". Da un mare di protoni e neutroni, si formarono inizialmente gli elementi idrogeno, elio e una minuscola quantità di berillio-7. Il berillio-7 aveva un'energia molto forte, che si è poi trasformata in un'energia di tipo "aerobico". Il berillio-7 aveva un'emivita breve e decadde rapidamente; così facendo, catturò un elettrone in più per formare il litio-7 stabile.
Il litio si forma anche in seguito a collisioni tra raggi cosmici ad alta energia che si scontrano con atomi di elementi pesanti, che si frantumano per formare il litio, insieme ad altri elementi più leggeri.
Lo studio della NASA ha anche scoperto, per la prima volta, che il litio si forma dalle stelle stesse. Quando una stella muore, può collassare in una nana bianca. Si tratta di un piccolo corpo con una massa estremamente densa, costituito principalmente da atomi di carbonio e ossigeno. Se la nana bianca è orbitata da una stella attiva, la stella nana più densa attirerà lentamente la materia sulla sua superficie fino a raggiungere il punto in cui avviene una reazione nucleare che porta a un'esplosione che espelle la materia nello spazio e successivamente forma una nova. Questa materia può includere il berillio-7, che decade a formare il litio-7.
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