En fait, ce que vous avez lu sur la production de noyaux n'est pas tout à fait correct. Il existe plusieurs processus différents par lesquels les noyaux atomiques sont produits:

1. La nucléosynthèse du Big Bang est la fusion de noyaux d'hydrogène pour former des éléments plus lourds dans les premiers stades de l'univers, comme il s'est refroidi du big bang. Il y a des exigences thermiques assez spécifiques pour que ce processus se produise, il n'y avait donc qu'une courte fenêtre de temps dans laquelle des éléments plus lourds pouvaient se former, ce qui signifie que la seule fusion qui se produisait réellement en quantités significatives était la conversion de l'hydrogène (et du deutérium) en hélium, et une quantité extrêmement minuscule de lithium.

2. La nucléosynthèse stellaire est la fusion de l'hydrogène et d'autres noyaux dans le cœur des étoiles. C'est quelque chose de distinct de la cosmologie du big bang, car les étoiles ne se sont formées que des millions d'années dans la vie de l'univers.

   Maintenant, contrairement à ce que vous auriez pu lire, tous les éléments ne sont pas formés par nucléosynthèse stellaire. Il existe des «chaînes» spécifiques de réactions nucléaires qui se produisent, et seuls les éléments produits par ces réactions existeront dans une étoile en quantités appréciables. La plupart des étoiles produisent leur énergie en utilisant soit la chaîne proton-proton (dans les étoiles plus légères) ou le cycle CNO (dans les étoiles plus lourdes), qui tous deux consomment de l'hydrogène et forment de l'hélium. Une fois la plus grande partie de l'hydrogène consommée, la température de l'étoile augmentera et elle commencera à fusionner l'hélium en carbone. Lorsque l'hélium sera épuisé, il fusionnera le carbone en oxygène, puis l'oxygène en silicium, puis le silicium en fer. (Bien sûr, le processus actuel est plus compliqué - voir les articles de Wikipedia pour plus de détails.) Plusieurs autres éléments sont produits ou impliqués en cours de route, notamment le néon, le magnésium, le phosphore et autres, mais le lithium n'en fait pas partie. En fait, les étoiles ont tendance à consommer du lithium, plutôt que de le produire, de sorte que les étoiles ont tendance à ne contenir que de petites quantités de lithium.

3. La nucléosynthèse de la supernova est la fusion de noyaux atomiques due aux conditions de haute pression et de haute énergie qui surviennent lorsqu'une grande étoile explose dans une supernova de type II. Il existe certaines similitudes entre cela et la nucléosynthèse du Big Bang, à savoir les températures et les pressions élevées, mais la principale différence est qu'une étoile qui explose aura des «réserves» d'éléments lourds constitués d'une durée de vie de fusion nucléaire. Ainsi, au lieu de simplement former beaucoup d'hélium comme cela s'est produit juste après le big bang, une supernova formera tout un spectre d'éléments lourds. En fait, les supernovae sont la seule source naturelle d'éléments plus lourds que le fer, car elles nécessitent en fait un apport d'énergie pour produire ces éléments sous forme de produits de fusion. Je crois qu'une certaine quantité de lithium se formerait dans une supernova avec tous les autres éléments, mais comme une grande étoile aurait épuisé son hydrogène et son hélium dans la région centrale où se déroule la majeure partie de l'action, le lithium n'est probablement pas un produit de réaction courant.

Le mot clé dans ce que vous avez entendu est "disponible" car il y a pas mal de lithium dans la terre qui n'est pas si facile à obtenir. La notion de «lithium disponible» signifie probablement des réserves foncières connues, qui selon cette page s’élèvent à 14 millions de tonnes.

La quantité dissoute dans l’eau de mer est estimée à 230 milliards de tonnes ( ce qui suffit pour beaucoup de batteries). L'extraction d'eau de mer ne semble pas encore économiquement viable, mais les gens l'étudient.

La concentration estimée de lithium dans la croûte terrestre varie de 1 à 31 ppm, donc si nous excavons la croûte entière, nous ' J'obtiendrai entre 20 et 600 billions de tonnes. En d'autres termes, si notre civilisation arrivait à un point où nous avions vraiment besoin de beaucoup de lithium, nous n'aurions pas à aller trop loin pour le trouver.

Ceci est un petit complément aux réponses de David et Scott

Comme d'habitude La page Wikipédia sur le lithium contient des informations utiles:

Les deux isotopes naturels ont une énergie de liaison nucléaire anormalement basse par nucléon par rapport aux éléments suivants plus légers et plus lourds, l'hélium et le béryllium, ce qui signifie que seul parmi les éléments légers stables, le lithium peut produire de l'énergie nette par fission nucléaire. Les deux noyaux de lithium ont des énergies de liaison par nucléon plus faibles que tout autre nucléide composé stable autre que le deutérium et l'hélium-3. En conséquence, bien que très léger en poids atomique, le lithium est moins répandu dans le système solaire que 25 des 32 premiers éléments chimiques.

[...]

⁷Li est l'un des éléments primordiaux (ou, plus exactement, des nucléides primordiaux) produits dans la nucléosynthèse du Big Bang. Une petite quantité de ⁶Li et de ⁷Li est produite dans les étoiles, mais on pense qu'elle est brûlée aussi vite qu'elle est produite. De petites quantités supplémentaires de lithium à la fois de ⁶Li et de ⁷Li peuvent être générées par le vent solaire, les rayons cosmiques frappant des atomes plus lourds et par le système solaire précoce ⁷Be et ¹⁰Be désintégration radioactive.

Donc, fondamentalement, le lithium est (à peine) produit comme David Zaslavsky vous l'a dit dans sa réponse, et la raison pour laquelle la production est faible parce que le lithium est à peine stable.

Mais comme @Scott Carnahan le dit dans sa réponse, la notion de pénurie de lithium est lié à sa répartition sur terre. Et la raison pour laquelle il est difficile à obtenir est finalement sa réactivité chimique élevée, ce qui signifie qu'il est essentiellement dilué partout et qu'il est rarement concentré dans des gisements faciles à exploiter. Sur la même page wikipedia que ci-dessus, ils disent:

Bien que le lithium soit largement distribué sur Terre, il ne se présente pas naturellement sous forme élémentaire en raison de sa grande réactivité.

[...]

Selon le Handbook of Lithium and Natural Calcium, "Le lithium est un élément relativement rare, bien qu'il se trouve dans de nombreuses roches et certaines saumures, mais toujours à de très faibles concentrations. Il existe un assez grand nombre de minéraux de lithium et de Les gisements de saumure, mais seuls quelques-uns d'entre eux ont une valeur commerciale réelle ou potentielle. Beaucoup sont très petits, d'autres ont une teneur trop faible. "

Je vais aborder cela légèrement différemment. L'abondance de Li dans le système solaire et dans la croûte terrestre est faible par rapport à des éléments comme le carbone, l'oxygène, le silicium et le fer.

Le lithium du système solaire est créé en partie (seulement 10%) par nucléosynthèse primordiale, un peu par les réactions de spallation des rayons cosmiques sur les noyaux dans le milieu interstellaire, mais principalement à l'intérieur des étoiles de branches géantes asymptotiques (AGB) de relativement faible masse et en nova (eg Prantzos 2012). Le principal mécanisme de réaction est la fusion de l'hélium-4 et de l'hélium-3 pour produire du béryllium-7. Celui-ci subit ensuite une capture d'électrons en lithium-7.

Bien qu'il y ait beaucoup d'hélium-4 à l'intérieur des étoiles, il n'y a vraiment pas beaucoup d'hélium-3, sauf s'il est produit dans des noyaux / coquilles brûlant de l'hydrogène, mais ces régions sont également suffisamment chaudes pour détruire rapidement le lithium-7 par capture de protons vers les noyaux d'hélium-4 . Ainsi, il faut des conditions spéciales où le matériau riche en Be du noyau / enveloppe est mélangé vers le haut et subit une capture d'électrons dans des régions suffisamment froides pour que le Li puisse survivre ( Cameron & Fowler 1971). Cela peut se produire dans les étoiles AGB "brûlant par le fond chaud" avec des masses d'environ 4 $ <M / M _ {\ odot} <8 $, qui subissent la combustion des coquilles H et He pendant une partie du temps (par exemple, Garcia-Hernandez et al.2013). L'enveloppe convective descend jusqu'à la coquille brûlant H, drague le matériau riche en Be, qui devient alors Li-7. Le processus est d'une efficacité limitée, car la même convection retire une grande partie du Li-7 pour être brûlé. Ainsi, bien que les étoiles AGB puissent souffler efficacement du matériel enrichi dans l'espace à travers leurs vents massifs, le matériau n'est que enrichi en Li.

Le mécanisme de Cameron & Fowler peut également avoir lieu dans les novae. Des explosions se produisent lorsque la matière est transférée d'un compagnon sur la surface d'une naine blanche et explose. Le matériau accumulé doit contenir de l'hélium-3, il doit donc également provenir de régions où la combustion d'hydrogène a été incomplète. L'éjection rapide et explosive d'un obus riche en Be entraîne alors un enrichissement de l'ISM en Li-7. Il s'avère que les conditions spéciales requises pour augmenter le matériau avec beaucoup de He-3 ne se traduisent pas par une production de Li suffisante pour augmenter les abondances de Li du milieu interstellaire au-delà de ce que nous voyons.

Mais je pense que l'objectif principal la question est pourquoi le Li n'est-il pas simplement produit à partir d'une sorte de réaction de fusion, comme l'hélium ou le carbone?

La réponse est que oui! Par exemple, Li-7 est produit dans le cadre de la branche PPII de la chaîne pp, à des températures comprises entre 1,4 $ \ times10 ^ 7 $ K et $ 2,3 \ times 10 ^ {7} $ K. Mais à ces températures, le Li-7 est rapidement fusionné avec un proton pour former deux noyaux He-4.

Le problème de base est donc que dans les intérieurs stellaires, le Li-7 est brûlé à des températures supérieures à 3 $ \ fois 10 ^ { 6} $ K, mais toutes les réactions de fusion qui produisent du Li (ou des éléments plus lourds que Li) nécessitent des températures beaucoup plus élevées que cela.

L'erreur courante derrière cette affirmation est que le lithium est considéré comme un carburant consommé et jeté. Après tout, c'est comme ça que l'huile fonctionne. Il n'y a pas assez de lithium bon marché pour cela. Mais comme l'acier, le lithium sera recyclé.

Le lithium est plus abondant dans la croûte terrestre que le plomb. Cependant, il est plus réactif que ces métaux et moins abondant que d'autres métaux réactifs tels que le sodium. Pour cette raison, il n'a pas tendance à s'accumuler dans de riches dépôts géologiques sous une forme qui le rend facile à extraire. Sa légèreté peut être un autre facteur.

Les métaux réactifs comme le lithium peuvent former des sels qui se dissolvent dans l'eau. Ceux-ci sont ensuite laissés dans des dépôts lorsque les zones fermées d'eau se dessèchent. Le lithium est 1000 fois moins abondant dans la croûte terrestre que d'autres métaux réactifs tels que le sodium, le calcium et le potassium, il ne se trouve donc encore qu'en quantité relativement faible dans ces dépôts.

Cependant, certains composés du lithium sont suffisants soluble qu'il est présent dans certains dépôts marins asséchés. On dit qu'environ la moitié du lithium accessible sur Terre se trouve sous le dessert bolivien et si son extraction à l'avenir devient aussi importante que l'extraction du pétrole l'est maintenant, alors il n'y aura probablement pas une telle pénurie.

Selon cette histoire de NPR, il n'y a pas de pénurie de lithium pour les batteries:

"Je ne connais personne sérieuse dans l'industrie automobile ou dans l'industrie du lithium qui pensaient qu'il y avait un problème d'approvisionnement sérieux à long terme », dit-il. "En fait, au cours des 10 prochaines années, il y aura probablement une offre excédentaire de lithium parce que de nombreuses entreprises se sont maintenant installées sur le marché."

Et contrairement à l'impact de l'extraction d'autres ressources naturelles, la concentration du lithium est un «processus respectueux de l'environnement», dit Fletcher. "C'est à peu près aussi faible impact que l'exploitation minière. Ils ne font que pomper de l'eau ... et il n'y a vraiment pas de produits chimiques toxiques dans une batterie lithium-ion."