Quest to Mine Seawater dla postępów litu

Naukowcy z Japońskiej Agencji Energii Atomowej opracowali nową metodę przetwarzania wody morskiej w celu ekstrakcji litu — pierwiastka, który odgrywa kluczową rolę w zaawansowanych akumulatorach do pojazdów elektrycznych i który, jeśli aktualne prognozy dotyczące rynku pojazdów elektrycznych okażą się trafne, może być mała podaż przed końcem dekady.

Pisanie w nowym numerze czasopisma Odsolenie , Tsuyoshi Hoshino, naukowiec z Rokkasho Fusion Institute JAEA, zaproponował metodę do odzyskiwania litu z wody morskiej za pomocą dializy. Jeszcze kilka lat po komercjalizacji system oparty jest na komórce dializacyjnej z membraną wykonaną z materiału nadprzewodnikowego. Lit jest jedynym jonem w wodzie morskiej, który może przejść przez membranę, od strony elektrody ujemnej do strony elektrody dodatniej.

Metoda wykazuje dobrą wydajność energetyczną i jest łatwo skalowalna, pisze Hoshino.

Praca Hoshino łączy się z długą tradycją, która obejmuje zarówno nowatorskie sposoby odzyskiwania litu, jak i szersze marzenie o wydobywaniu w morzu cennych minerałów. Od eonów ludzie wydobywają sól z morza. Historia górnictwa dna morskiego sięga roku 1872, kiedy to HMS Pretendenta , brytyjski statek oceanograficzny, odkrył mangan na dnie oceanu. W połowie XX wieku ludzie zaczęli próbować wydobywać ogromne bogactwo minerałów rozpuszczonych w wodzie morskiej – trudne zadanie, biorąc pod uwagę niskie stężenia wydobywanych minerałów. Obecnie dobrze prosperujący przemysł wydobywa magnez z wody morskiej, ale ekonomiczna produkcja litu z morza okazała się nieuchwytna. Pierwiastek ten występuje w niezwykle niskich stężeniach w oceanach i ma już ugruntowany łańcuch dostaw, głównie ze słonych jezior w Ameryce Południowej.

Jeśli metoda Hoshino okaże się wydajna i ekonomiczna, może przekształcić rynek, który w ostatnich latach doświadczył wielu inwestycji i rzekomych innowacji, ale pozostał uparcie odporny na nowe technologie i nowe źródła dostaw. Większość litu nadal odzyskuje się w taki sposób, jak przez pół wieku: przez odparowanie solanki zebranej ze słonych jezior w zamkniętych dolinach w niektórych częściach Chile, Argentyny i Boliwii.

W ostatnich latach coraz częściej pojawiały się przewidywania dotyczące załamania podaży litu. Wielu analityków, choć nie wszyscy, uważa, że ​​rosnący popyt ze strony producentów akumulatorów do pojazdów elektrycznych – zwłaszcza Tesli, której nadchodząca Gigafactory ma prawie podwoić światowe zapotrzebowanie na lit – jest koniecznie odcedź zapasy z tradycyjnych źródeł.

Myślę, że będziemy świadkami niedoborów – mówi Simon Moores, szef firmy konsultingowej ds. minerałów i górnictwa Benchmark Intelligence. Nowa podaż jest potrzebna teraz i będzie w przyszłości, nawet jeśli zdarzy się ułamek planowanego rozwoju produkcji baterii.

Śledzenie cen litu przez Benchmarka pokazuje stały wzrost w ciągu ostatnich kilku lat, a Moores nie przewiduje szybkiego spadku cen. To napędza badania i rozwój na najbardziej podstawowym poziomie, podobnie jak w przypadku pracy Hoshino, i napędza nowe inwestycje w słone jeziora, które mogłyby produkować lit – szczególnie w Nevadzie, gdzie Tesla buduje Gigafactory. (Patrz Ogromna fabryka Tesli w Nevadzie będzie potrzebowała ogromnych wyników, aby się opłacić.)

Niedawno wydano firmę Dajin Resources z siedzibą w Vancouver Wyniki testu litowego z jego właściwości w jeziorze alkalicznym w hrabstwie Esmeralda w stanie Nevada, wykazując obiecujące stężenia litu. Firma posiada również areał w regionie Teels Marsh, w hrabstwie Mineral. Dajin planuje odzyskać lit konwencjonalnymi metodami, mówi prezes Brian Findlay.

Istnieje wiele różnych i interesujących technologii, ale wszystkie zaczynają się od solanki o wysokim stężeniu, mówi Findlay. A najprostszą sprawdzoną technologią jest parowanie. Rzeczywiście, trudno konkurować z naturalnym procesem.

To nie powstrzymuje przedsiębiorców i naukowców przed próbami. Jedną z ciekawszych metod jest odwrócona osmoza, technika, która teoretycznie może ekstrahować lit znacznie szybciej niż 18 do 24 miesięcy wymagane do odparowania solanki. (Jednym z problemów strukturalnych obecnego przemysłu produkcji litu jest to, że ze względu na długi czas potrzebny do odparowania, trudno jest szybko zwiększyć produkcję w odpowiedzi na nowe zapotrzebowanie.) Materiały Simbol , z siedzibą w Pleasanton w Kalifornii, chce wykorzystać odwróconą osmozę do usuwania litu ze ścieków pochodzących z elektrowni geotermalnej Featherstone w pobliżu kalifornijskiego Morza Salton. Byłoby to eleganckie rozwiązanie, łączące wytwarzanie czystej energii z odzyskiwaniem litu do akumulatorów EV. Ale Simbol podobno szuka kupca, a w lutym to zwolnił większość swoich pracowników . (Przedstawiciele Simbol nie odpowiedzieli na prośby o komentarz do tego artykułu.) Jak dotąd odwrócona osmoza wygląda przynajmniej na kolejną obiecującą technologię, która nie znalazła odpowiedniego zastosowania.

To prowadzi nas z powrotem do największego na świecie skarbca litu: morza. W ostatnich latach nowatorskie procesy i materiały, w tym: grafen , okazały się obiecujące w urzeczywistnianiu górnictwa morskiego. Na przykład naukowcy z Uniwersytetu Północnej Karoliny zaprojektowali metaloorganiczny szkielet do zbierania jonów zawierających uran z wody morskiej. Hoshino wierzy, że jego komórka do dializy wody morskiej do odzyskiwania litu może zostać skomercjalizowana w ciągu pięciu lat.

Oczywiste jest, że wraz z rozwojem sektora zaawansowanych baterii działania te będą kontynuowane. Na razie jednak nadal trudno konkurować z naturalnymi procesami.

ukryć