پاورقی دنباله‌دار کتاب «یگانه دستگاه: تاریخچه مخفی آیفون» (فصل هفتم/بخش دوم)

کژوان آبهشت ۱۹ فروردین ۱۳۹۷ | ۱۸:۳۰ 25 مارس 2018

بسیاری این حقیقت را مسخره می‌دانند که خالقان باتری لیتیم‌یونی تا امروز هنوز برنده‌ی جایزه‌ی نوبل نشده‌اند. نه‌تنها باتری لیتیم‌یونی توان مورد نیاز برای دستگاه‌های‌مان را تأمین می‌کند، بلکه اصلی‌ترین قطعه‌ی مورد نیاز برای ساخت وسایل نقلیه‌ی برقی نیز محسوب می‌شود. البته بسیار طعنه‌آمیز به‌نظر می‌رسد که خالق آن، دانشمندی است که در استخدام بدنام‌ترین شرکت نفتی جهان بوده.

وقتی استن ویتینگهام[۱] در اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰ مشغول تحصیل در دوره‌ی پسادکتری شیمی در دانشگاه استنفرد بود، متوجه راهی شد برای ذخیره‌سازی یون‌های لیتیم در غشایی از جنس تیتانیم سولفید. به همین شیوه بود که بعدها توانست باتری قابل‌شارژ تولید کند. طولی نمی‌کشد که شرکت اکسون[۲] ویتینگهام را برای انجام تحقیقات بیشتر در زمینه‌ی تکنولوژی‌های جایگزین استخدام می‌کند. بله، همان شرکت اکسونی که امروزه سعی دارد تغییرات اقلیمی را زیر سؤال ببرد و نسبت به وجود تغییرات اقلیمی، تردید ایجاد کند. همان شرکت اکسونی که با اپل بر سر عنوان بزرگ‌ترین شرکت دنیا رقابت دارد.

بعد از انتشار کتاب بهار خاموش اثر ریچل کارسن[۳] که خطرات استفاده از سمِ دِدِت را آشکار می‌کرد و هم‌چنین بعد از نشت لکه‌ی نفتی سانتا باربارا و بعد از بروز آتش‌سوزی در رودخانه‌ی کویااوگا[۴] دغدغه‌های زیست‌محیطی بخش مهمی از افکار عمومی را درگیر خود کرده بود. به شرکت فورد اعتراض زیادی کردند و گفتند خودروهایش هوا را آلوده می‌کنند و بسیار پرمصرف‌اند، این شد که شرکت فورد در جواب به این اعتراضات، به‌دنبال ساخت خودروهای برقی افتاد که برای محیط زیست خطر بسیار کمتری دارند. همین فعالیت شرکت فورد باعث شد که توجهات زیادی به قضیه‌ی ساخت باتری برای این خودروها معطوف شود و دانشمندان به‌دنبال پیش‌برد تکنولوژی ساخت باتری بیفتند. در همین زمان مشخص شد که تولید نفت به اوج جدیدی رسیده است و شرکت‌های نفتی، با نگرانی به آینده خیره شدند و به‌دنبال راه‌هایی جایگزین افتادند.

ویتینگهام به من می‌گوید:‌ «در سال ۱۹۷۲ به استخدام شرکت اکسون در آمدم. تصمیم گرفته بودند که بدل به شرکتی در حوزه‌ی انرژی شوند و دیگر خود را محدود به حوزه‌ی نفت و پتروشیمی ندانند. فعالیت‌هایی را در زمینه‌ی باتری و سلول‌های سوختی و سلول‌های خورشیدی آغاز کرده بودند.» ویتینگهام می‌گوید:‌ «زمانی اکسون بزرگ‌ترین تولیدکننده‌ی سلول‌های فتوولتاییک در تمام ایالات متحده بود.» اکسون حتی دهه‌ها پیش از آنکه تویوتا پریوس ساخته شوند، وسیله‌ی نقلیه‌ای ساختند با موتور دیزلی هیبریدی.

هدف این بود که «آماده باشند؛ چرا که نفت قرار بود تمام شود.»

منابعی که در اختیار ویتینگهام قرار داده بودند، تقریباً هیچ حدومرزی نمی‌شناخت و انتهایی نداشت. هدف این بود که «آماده باشند؛ چرا که نفت قرار بود تمام شود.»

اعضای گروه ویتینگهام می‌دانستند که شرکت پاناسونیک توانسته نوعی باتری لیتیمی بسازد که قابل شارژ نیست و از آن‌ها، برای روشن‌کردن لامپ‌های ال‌ای‌دی شناورهایی استفاده می‌شده که شب‌ها در دریا راهنمای قایق‌های ماهیگیری بوده‌اند. اما این باتری‌ها در اثر تماس با آب اقیانوس خنک می‌شدند که نکته‌ی مثبت بسیار مهمی برای باتری‌ها محسوب می‌شد، چرا که لیتیم عنصری است بسیار ناپایدار و مستعد ایجاد گرمای بسیار زیاد به هنگام واکنش.

می‌خواستند باتری را برای کسانی بسازند که به منابع نامحدود خنک‌کننده در محیط کار خود دسترسی ندارند و برای همین، باتری به‌هیچ‌وجه نباید خیلی گرم می‌شد. در ساخت باتری چه از لیتیم استفاده شود، چه استفاده نشود، هروقت تعداد الکترون‌هایی که در هر لحظه از آند خارج می‌شوند، افزایش یابد، دمای باتری نیز به‌شدت افزایش می‌یابد. در آن زمان و با طرح‌هایی که در آن هنگام برای ساخت باتری در دست بود، الکترون‌های خروجی از آند، تنها بایستی یک مسیر را می‌پیمودند و قطعاً باید وارد مدار می‌شدند. اینجا بود که اعضای گروه ویتینگهام مسیر حرکت الکترون‌ها را تغییر دادند.

ویتینگهام می‌گوید:‌ «در همین زمان بود که مفهوم اینترکالاسیون به ذهن‌مان رسید و در شرکت اکسون، نخستین سلول‌های قابل شارژ لیتیمی را ساختیم که در دمای اتاق کار می‌کرد.» اینترکالاسیون روندی است که طی آن، لایه‌هایی یونی را بین لایه‌هایی از ماده‌ی اصلی قرار می‌دهند؛ لیتیم‌یون‌هایی که در آند هستند به کاتد می‌روند و برق تولید می‌کنند و چون این واکنش برگشت‌پذیر است، لیتیم‌یون‌ها می‌توانند دوباره به آند برگردند و این‌گونه است که باتری مجدداً شارژ می‌شود.

بله، این حرف کاملاً درست است… اکسون همان شرکتی است که اغلب اوقات طی سال‌های ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ در صدر اخبار و سرخط خبرها قرار می‌گرفت و می‌گفتند که در گذشته به‌کرات تلاش کرده تا دانشمندانی را که در استخدامش بوده‌اند، ساکت کند تا مبادا چیزی راجع به خطرات و تهدیدات فزاینده‌ی تغییرا اقلیمی بگویند. باز هم اکسون همان شرکتی است که باتری به‌کاررفته در خودروهای برقی امروزی، برای اولین بار در آن ساخته و تولید شده است.

ویتینگهام می‌گوید: «می‌خواستند آنجا در صنعت انرژی جایی بشود مثل آزمایشگاه‌های بل.» در آن زمان هنوز همگان آزمایشگاه‌های بل را به‌خاطر ساخت ترانزیستور و تعدادی دیگر از اختراعات بسیار اثرگذار می‌ستودند. ویتینگهام می‌گوید: «می‌گفتند “باید خودروهای برقی بسازیم… بیایید خودمان کاری کنیم که از این صنعت بکشیم کنار و از این دور خارج بشویم، نه اینکه بگذاریم کسی دیگر بیاید و ما را از دور خارج کند.”»

لاوین در کتاب خود می‌نویسد: «به‌مدت شش دهه، تکنولوژی استاندارد ساخت باتری برای صنایع الکترونیکی، ساخت باتری‌های شارژنشدنی زینک‌کربن بود. البته از باتری نیکل‌کادمیمی نیز استفاده می‌شد. اختراع ویتینگهام چندین قدم از هر دوی این نوع باتری‌ها جلوتر قرار می‌گرفت. باتری لیتیم‌یونی که هم قدرتمند بود و هم سبک، اگر همه‌گیر می‌شد، می‌توانست به ابزارآلات و وسایل الکترونیکی کوچک و قابل حمل انرژی بدهد و روشن‌شان کند. مثلاً توی ذهن‌تان ابعاد آیپاد را با واکمن مقایسه کنید.»

موفقیت در ساخت این نوع باتری، به تمام کارکنان آن بخش از شرکت اکسون انگیزه و توان مضاعف داد. ویتینگهام می‌گوید: «من را به نیویورک فرا خواندند تا بروم و برای عده‌ای از اعضای هیئت‌مدیره‌ی اکسون توضیح بدهم که دقیقاً مشغول انجام چه کاری هستیم و حاصل کارمان، چه اهمیتی دارد و چه تأثیراتی بر جای خواهد گذاشت. خیلی جذب موضوع شدند.»

هرچند، با تمام این اوصاف، هنوز مشکلی بر سر راه‌شان قرار داشت. باتری دائم آتش می‌گرفت. ویتینگهام می‌گوید:‌ «با قضیه‌ی احتراق باتری کمی مشکل داشتیم. به‌کرات آتش‌سوزی پیش آمد، مخصوصاً وقتی باتری را داشتیم از هم باز می‌کردیم، آتش می‌گرفت.» ضمناً، تولید آن در مقیاس انبوه هم دشوار بود و هم هزینه‌بر و واقعاً هم بوی بدی می‌داد.

به‌خاطر محترقه‌بودن باتری، بوی نامطبوع آن و فروکش کردن بحران نفتی، اکسون هرگز به پیشگام عرصه‌ی خودروهای برقی، ساخت باتری یا انرژی‌های جایگزین بدل نشد. به‌جای این کارها، سرمایه‌گذاری‌اش را در زمینه‌های نفتی دوبرابر کرد. اما کار ویتینگهام را مردی ادامه داد که بعدها، رشد انفجاری مصرف محصولات الکترونیکی را رقم زد.

با تمام این اوصاف، هنوز مشکلی بر سر راه‌شان قرار داشت. باتری دائم آتش می‌گرفت.

سالار ده آتاکاما برخلاف ناحیه‌ای که در اطراف آن واقع شده، چندان زیبا نیست و دل بیننده را نمی‌برد. اما وقتی آن را دیدم پیش خودم گفتم واقعاً مسحورکننده است، چرا که به کوه‌هایی زُل زده بودم هفت‌رنگ بر فراز دریایی از بلورهای نمکین تیز و خارمانند که غبار روی‌شان را پوشانده بود. شبیه ساحلی مرجانی بود که روی آن را خاک گرفته باشد.

انریکه پِنیا[۵]، سرمهندس عملیات استخراج لیتیم در آتاکاما می‌گوید اگر باد از روی کوه‌ها خاک به پایین نمی‌پاشید، همه‌ی آن بلورهای نمکین، به‌ رنگِ سفید خالص می‌بودند. دشت تا جایی که چشم کار می‌کند صاف صاف است و همین‌طور ادامه دارد.

پنیا می‌گوید: «دارم به فاتحی اسپانیایی فکر می‌کنم که سوار بر اسبش شیلی را می‌پیموده و وقتی به اینجا رسیده، ایستاده و به خودش گفته “این دیگر چه کوفتی است؟”» در آن نقطه تا پنجاه کیلومتر مربع هیچ‌چیز دیده نمی‌شود جز حوضچه‌های مواد معدنی. پنیا مردی است جوان و سی و چند ساله که انبوهی ریش بر صورت دارد و نگاهی جدی در چشم که البته به‌راحتی از میان می‌رود و جای خود را به لبخندی صمیمی و دوستانه می‌دهد. او به‌سرعت مدارج ترقی را در انجمن شیمیایی و معدنی شیلی پیموده و الآن مسئول نظارت بر جایی است که خودش با شوروشوق فراوان، آن را «آبگیرهای خودم» می‌خواند. پنیا هر هفته از سانتیاگو، پایتخت شیلی و از نزد خانواده‌اش راهی می‌شود و به این نقطه‌ی متروک و دورافتاده در دل بیابان مرتفع می‌آید.

خود عملیات استخراج و استحصال لیتیم که درست در میانه‌ی بیابان برهوت انجام می‌شود، کاری است عجیب‌وغریب. نه خبری از ورودی‌های حفاری‌شده و حجاری‌شده در دل صخره‌هاست، نه خبری از حفره‌ای که در دل زمین عمق می‌گیرد و ژرف و ژرف‌تر می‌شود. به‌جای همه‌ی این‌ها، تا چشم کار می‌کند، حوضچه‌هایی به رنگ‌های روشن و جذاب در گستره‌ی دشت قرار گرفته که هرکدام‌شان حوضچه‌ای است مخصوس تبخیر و کوهستانی که در افق دیده می‌شود، داخل‌شان منعکس شده. بین هر یک از این حوضچه‌ها نیز برآمدگی‌هایی نمکین قرار گرفته و آن‌ها را از هم جدا کرده. نمکی که اثر جانبی روند استخراج لیتیم است.

درست زیر همین سطوح نمکی، گاهی در عمق یک تا سه متری خاک، مخزنی بسیار بزرگ و وسیع از آب حاوی املاح قرار گرفته. آبی نمکین و حلال که مقادیر بسیار زیادی لیتیم در خود دارد.

کارکنان و مسئولان حفاظت انجمن شیمیایی و معدنی شیلی ما را تا مقر اصلی معدن همراهی می‌کنند. مقری مجلل و پرزرق‌وبرق که محل سکونت مدیرانی است که برای سرکشی به معدن به آن نقطه می‌آیند. تصور کنید هتل پنج ستاره‌ی بسیار کوچکی با ده عدد اتاق و آشپزی اختصاصی، درست در میانه‌ی این بیابان عجیب‌وغریب سر بر آورده است. اینجا اولین ایستگاه ساخت باتری‌هایی است که امروزه همه‌جا به‌کار می‌روند.

پیش خودم می‌گویم که قطعاً همینجا، بهترین نقطه است که به خالق این باتری‌ها زنگ بزنم.

[۱] Stan Whittingham

[۲] Exxon

[۳] Rachel Carson

[۴] Cuyahoga

[۵] Enrique Peña

برچسب‌ها :
دیدگاه شما