
Tämä innovaatio, jonka ovat kehittäneet Pennsylvanian osavaltion yliopiston tutkijat, perustuu elektrolyyttiseen prosessiin, joka välttää äärimmäisiä lämpötiloja ja aggressiivisia kemikaaleja. Yhdistämällä sähkövirran ja vetyperoksidin he onnistuvat erottamaan litiumia suoraan spodumeni-mineraalista, tehokkuudeltaan verrattuna perinteisiin menetelmiin.
Nykyisten menetelmien rajoitukset
Tänä päivänä 70 % litiumista uutetaan suolavesistä, mikä on hidas prosessi, joka kuivattaa maaperää ja tuhoaa ekosysteemejä. Toinen menetelmä, joka perustuu mineraalien käsittelyyn, vaatii lämpötiloja, jotka saavuttavat 1 100 °C ja tiivistettyjä happoja, mikä aiheuttaa suurta energiankulutusta ja ympäristöriskejä.Nämä tekniikat, vaikka tehokkaita, ovat yhteensopimattomia kestävyystavoitteiden kanssa. Kasvava litiumin kysyntä, joka on välttämätöntä energiasiirtymässä, vaatii ympäristöystävällisempiä ja taloudellisesti kannattavia ratkaisuja.
Elektrolyyttisen menetelmän periaate
Uusi lähestymistapa käyttää sähkökenttää vapauttamaan litiumionit spodumeni-mineraalista ilman korkeita lämpötiloja tai aggressiivisia kemikaaleja. Vetyperoksidi toimii katalysaattorina, helpottaen reaktiota ja parantaen prosessin tehokkuutta.Tämä menetelmä saavuttaa 92,2 %:n erotteluprosentin, joka on verrattavissa perinteisiin tekniikoihin, samalla kun se vähentää merkittävästi energiakustannuksia ja hiilidioksidipäästöjä. Se avaa tietä kestävämmälle ja nopeammalle litiumtuotannolle.
Taloudelliset ja ympäristölliset edut
Poistamalla tarpeen kuumentaa mineraaleja äärimmäisiin lämpötiloihin, tämä menetelmä vähentää käyttökustannuksia 35,6 %. Se myös vähentää hiilidioksidipäästöjä 75,3 %, optimoidun energiankulutuksen ja luonnonkaasun puuttumisen ansiosta prosessissa.Nämä säästöt voisivat vaikuttaa akkujen hintaan, tehden sähköautoista saavutettavampia. Lisäksi tämä teknologia vähentäisi riippuvuutta maista, jotka hallitsevat jalostetun litiumin tuotantoa, kuten Kiina.
Tulevaisuuden näkymät
Tutkijat työskentelevät nyt prosessin parantamiseksi, jotta litium voitaisiin kerätä suoraan kiinteässä muodossa, valmiina käytettäväksi teollisuudessa. Tämä vaihe on ratkaiseva menetelmän toteuttamiseksi suuressa mittakaavassa.Jos nämä työt onnistuvat, tämä innovaatio voisi muuttaa litiumteollisuutta, sovittaen tuotannon ja ympäristötavoitteet yhteen. Se edustaa suurta edistystä energiasiirtymässä ja ilmastonmuutoksen torjunnassa.
Lisätietoja: Mikä on elektrolyysi litiumin uuttamisessa?
Elektrolyysi on kemian haara, joka tutkii reaktioita sähkön ja kemiallisten aineiden välillä. Litiumin uuttamisen yhteydessä se mahdollistaa litiumionien vapauttamisen mineraaleista ilman äärimmäisiä lämpötiloja tai aggressiivisia kemikaaleja.Tämä menetelmä perustuu sähkövirran soveltamiseen mineraaliin, kuten spodumeniin, joka on upotettu liuokseen, joka sisältää katalysaattorin, kuten vetyperoksidin. Virta helpottaa litiumionien erottamista, tehden prosessista tehokkaamman ja vähemmän energiaa kuluttavan.
Toisin kuin perinteiset tekniikat, elektrolyysi ei vaadi mineraalien kuumentamista yli 1 000 °C. Se vähentää näin ollen energiankulutusta ja hiilidioksidipäästöjä samalla kun se minimoi kemialliset jätteet.
Tämä lähestymistapa avaa uusia mahdollisuuksia kaivosteollisuudelle, sovittaen yhteen resurssien uuttamisen ja ympäristön kunnioittamisen. Sitä voitaisiin myös soveltaa muihin kriittisiin metalleihin, jotka ovat välttämättömiä energiasiirtymässä.
Mikä on spodumeni ja miksi se on tärkeä litiumille?
Spodumeni on litiumrikas mineraali, joka koostuu pääasiassa alumiini- ja litiumsilikaateista. Se on yksi tärkeimmistä litiumin lähteistä, jota käytetään sähköautojen ja elektronisten laitteiden akkujen valmistuksessa.Tätä mineraalia esiintyy kovissa kivissä, joita usein kaivetaan avolouhoksista. Perinteisesti sen käsittely vaatii äärimmäisiä lämpötiloja ja voimakkaita happoja litiumin vapauttamiseksi, mikä aiheuttaa korkeita kustannuksia ja merkittävää ympäristövaikutusta.
Spodumeni on siis avainresurssi kasvavaan litiumkysyntään vastaamiseksi, ja sen kestävä hyödyntäminen on olennaista energiasiirtymän tukemiseksi samalla kun ympäristöä suojellaan.