Popyt na lit gwałtownie rośnie, ponieważ producenci samochodów zwiększają produkcję pojazdów elektrycznych, a firmy energetyczne budują coraz większe systemy magazynowania energii wspierające energetykę wiatrową i słoneczną. Produkcja litu pozostaje jednak procesem powolnym i kosztownym dla środowiska. Obecne metody wydobycia najlepiej sprawdzają się w przypadku wysokiej jakości złóż występujących jedynie w ograniczonej liczbie regionów, a dodatkowo pochłaniają ogromne ilości terenów i wody.
Czytaj więcej
Jak się dostatecznie głęboko pokopie, to i na Starym Kontynencie można dokopać się do czegoś cennego. W Niemczech geolodzy odkryli na głębokości 4...
Naukowcom z Columbia Engineering udało się opracować nową technikę ekstrakcji litu, która może przyspieszyć produkcję, ograniczyć zanieczyszczenie środowiska i umożliwić wykorzystanie zasobów niedostępnych dla obecnych technologii.
Nowa metoda ekstrakcji litu może przyspieszyć produkcję baterii
Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Joule, opisują proces nazwany switchable solvent selective extraction, czyli S3E. Metoda wykorzystuje rozpuszczalnik reagujący na temperaturę do bezpośredniego wydobywania litu z zasolonych podziemnych solanek, nawet gdy stężenie litu jest niskie lub gdy jest on zmieszany z trudnymi do oddzielenia minerałami.
Czytaj więcej
Największe w Ukrainie złoże litu może trafić do 81-letniego miliardera Ronalda Laudera, przyjaciela prezydenta USA. Kijów ogłosił przetarg na złoże...
Według zespołu badawczego system S3E wydobywał lit z wydajnością nawet 10 razy większą niż sód i 12 razy większą niż potas. Usuwał również magnez — jedno z najczęstszych zanieczyszczeń występujących w solankach litowych — dzięki procesowi chemicznego wytrącania oddzielającego niepożądane substancje.
W przeciwieństwie do wielu obecnych systemów bezpośredniej ekstrakcji litu, S3E nie wymaga stosowania wyspecjalizowanych substancji wiążących ani rozbudowanych procesów końcowego oczyszczania. Zamiast tego wykorzystuje unikalny sposób, w jaki jony litu oddziałują z cząsteczkami wody wewnątrz rozpuszczalnika zmieniającego swoje właściwości pod wpływem temperatury.
Pole rzepaku u podnóża kopalni litu Jianxiawo należącej do Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. w Yichun w prowincji Jiangxi w Chinach
W temperaturze pokojowej rozpuszczalnik pochłania lit i wodę z solanki. Po podgrzaniu system uwalnia oczyszczony lit i wodę, jednocześnie regenerując rozpuszczalnik, dzięki czemu może być on wielokrotnie wykorzystywany.
Produkcja litu zużywa ogromne ilości wody i terenów
Około 40 proc. światowych dostaw litu pochodzi z zasolonych podziemnych solanek znajdujących się pod obszarami pustynnymi. Większość producentów wykorzystuje metodę odparowywania słonecznego, polegającą na przepompowywaniu solanki do ogromnych otwartych zbiorników, gdzie przez miesiące, a nawet lata pozostaje ona wystawiona na działanie słońca, aż odparuje odpowiednia ilość wody.
Metoda ta jest silnie uzależniona od suchego klimatu, płaskiego terenu i ogromnych połaci ziemi, dlatego sprawdza się jedynie w wybranych miejscach, takich jak pustynia Atacama Desert czy niektóre obszary stanu Nevada. Wymaga także znacznego zużycia wody w regionach już dotkniętych jej niedoborem.
Czytaj więcej
TerraEye to rodzimy start-up, który z poziomu kosmosu potrafi lokalizować cenne surowce na Ziemi. Nowatorskie rozwiązanie sprawdziło się w praktyce...
Aby przetestować system, badacze wykorzystali syntetyczne solanki zaprojektowane tak, aby odzwierciedlały warunki występujące w rejonie Salton Sea w Kalifornii — geotermalnym obszarze, który może zawierać wystarczające ilości litu do produkcji ponad 375 mln baterii do samochodów elektrycznych.
Po czterech cyklach ekstrakcji z wykorzystaniem tej samej partii rozpuszczalnika zespół odzyskał niemal 40 proc. litu. Wyniki sugerują, że technologia mogłaby w przyszłości wspierać ciągłą działalność na dużą skalę.
Technologia S3E może stać się alternatywą dla tradycyjnego wydobycia litu
Naukowcy podkreślili, że projekt znajduje się wciąż na etapie potwierdzania koncepcji i nie został jeszcze w pełni zoptymalizowany pod względem wydajności ani maksymalnego odzysku litu. Mimo to uważają, że S3E może stać się realną alternatywą dla stawów odparowujących i wydobycia ze skał twardych, które obecnie dominują w światowej produkcji litu mimo ich negatywnego wpływu na środowisko.
Wraz z rosnącym globalnym popytem na baterie, czystsze technologie wydobycia litu mogą stać się coraz ważniejsze dla transformacji energetycznej.
