Naukowcy ze Stanford University opracowali sposób na ekstrakcję litu z roztworów solankowych, który jest znacznie wydajniejszy, o połowę tańszy i znacznie bardziej przyjazny dla środowiska niż obecne metody. To dobra wiadomość z kilku powodów.
Czytaj też: Nowy elektrolit sprawi, że samochody elektryczne pojadą dwa razy dalej na jednym ładowaniu
Prognozy wskazują, że sam przemysł samochodowy będzie potrzebował 20 razy więcej litu niż obecnie. Co więcej, wydobycie tego pierwiastka wymaga wielu zasobów, w tym energii, gleby i wody. Obecnie, aby wydobyć 1 tonę litu, trzeba zużyć ok. 500 000 litrów wody. Trzeba też głęboko kopać, a światowe pokłady litu są obecnie skoncentrowane tylko w kilku miejscach na Ziemi, m.in. Chile i Botswanie.
Nowy sposób ekstrakcji litu
Większość litu wykorzystywanego obecnie do produkcji baterii pochodzi z wydobycia twardych skał w miejscach, w których znajdują się saliny, takich jak Salar de Atacama w Chile. Czas wydobycia litu z tych źródeł wynosi ok. 18 miesięcy.
Czytaj też: Dlaczego nikt w Polsce nie wpadł na ten pomysł? Fotowoltaika na Litwie w zaskakującym miejscu
Jest to problematyczne, bo najpierw trzeba wydobyć i przepompować bogatą w minerały solankę do stawów odparowujących o powierzchni nawet 26 km2 każdy. Promieniowanie słoneczne odparowuje tę solankę, która jest stale pompowana z jednego stawu do drugiego, w miarę jak wzrasta jej stężenie. Następnie jest ona zbierana i wysyłana do rafinacji na lit. Tradycyjne procesy zazwyczaj zapewniają odzysk litu na poziomie 40 proc.
Teraz naukowcy ze Stanford University opracowali nową technikę ekstrakcji litu, znaną jako elektrodializa par redoks (RCE), którą opisano w czasopiśmie Matter. Działa poprzez wykorzystanie energii elektrycznej do transportu litu z wody o niskim stężeniu metalu do roztworu o wyższym stężeniu poprzez przepuszczenie go przez stałą membranę elektrolityczną. Odbywa się to za pomocą szeregu ogniw, z których każde zwiększa stężenie litu do punktu, w którym łatwo jest wyizolować metal.
Według artykułu Stanford Report, zespół badawczy szacuje, że nowe podejście kosztuje 3500-4400 dol. za tonę wodorotlenku litu o wysokiej czystości, który można tanio przekształcić w węglan litu klasy akumulatorowej. To ogromna oszczędność w porównaniu z kosztami ok. 9100 dol. za tonę w przypadku dominującej technologii obecnie stosowanej do ekstrakcji litu z solanki. Co więcej, technika RCE zużywa mniej niż 10 proc. energii elektrycznej wymaganej przez obecną technologię ekstrakcji solanki i ma selektywność litu wynoszącą prawie 100 proc., co czyni ją bardzo wydajną.
Pozostaje pytanie, jak dobrze proces RCE skaluje się, aby sprostać zapotrzebowaniu, jak można go zoptymalizować pod kątem szybkiej i bezpiecznej ekstrakcji oraz czy można go stosować do wody morskiej zawierającej sole litu. Biorąc pod uwagę prognozowany wzrost zapotrzebowania na lit w nadchodzących latach, ta sprytna nowa technologia ma potencjał, aby pomóc zaspokoić nasz rosnący apetyt na lit.