Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Itt állíthatja be, hogy a Google keresőben elsők között legyen az Origo.huAz elektromos autózás, a szél- és naperőművek mind rengeteg akkumulátort igényelnek, az akkumulátorok pedig lítiumot, amiből – ha a jelenlegi módszerekkel termeljük ki – hamarosan kifogyunk. Ám amerikai kutatók most egy hatékony, olcsó és környezetbarát módszert találtak az eddig kiaknázatlan lítiumforrások felhasználására.
Az emberiség lítium iránti igénye rohamtempóban növekszik. Lítium kell nemcsak az elektromos autók akkumulátoraiba, de azokba a gigantikus akkumulátorokba is, amelyek a szél- és naperőművek által begyűjtött energiát a felhasználásig tárolják. Azonban a lítium kitermelésére jelenleg használt módszerek lassúak, és nagy tisztaságú lítiumforrást igényelnek, amilyen csak viszonylag kevés található a bolygónkon. S miközben az elektromos autózással és a megújuló erőforrások felhasználásával a környezetet próbálnánk kímélni, a lítium kinyerése rendkívül környezetszennyező.
Fotó: STANISLAV KOGIKU / APA-PictureDesk
Az az ellentmondásos helyzet áll így elő, hogy a tiszta energiához szükséges alapanyag előállítása hatalmas földterületeket és jelentős ivóvíztartalékokat tesz használhatatlanná.
Lítiumkinyerés másképp
A Columbia Egyetem mérnöki fakultásának kutatói frissen megjelent közleményükben most egy olyan új lítiumtisztítási módszert írnak le, amely lényegesen lerövidíti a feldolgozási időt, hozzáférhetővé tesz a jelenlegi eljárások számára elérhetetlen forrásokat, és csökkenti a környezeti lábnyomot. Az általuk ismertetett technika egy hőmérsékletre érzékeny oldószeren alapul, amely üledékes kőzetekben tárolt sós rétegvizekből közvetlenül képes a lítiumot kivonni. Ilyen sós rétegvízkészletek a világ számos pontján előfordulnak.
A mostani technológiákkal ellentétben az új eljárás akkor is hatékonyan feldúsítja a lítiumot, ha az eredetileg nagyon alacsony koncentrációban és más hasonló anyagokkal együtt található meg a rétegvízben.
A Joule energiatudományi szakfolyóiratban publikált közlemény megmutatja, hogy az eljárás angol neve (switchable solvent selective extraction, kb.: átkapcsolható oldószeren alapuló szelektív kivonás) alapján S3E-nek nevezett technika igen magas – a nátriumhoz képest 10-szeres, a káliumhoz képest 12-szeres – fajlagossággal dúsítja fel a lítiumionokat. A folyamat szintén kizárja a lítiumtartalmú rétegvizekben szennyezőként gyakran jelen lévő magnéziumionokat, mivel könnyen elválasztható csapadékot képez velük.
- A jelenlegi lítiumkitermelés mintegy 40%-a sivatagok alatt meghúzódó sós rétegvizekből indul ki.
A napenergiával történő bepárlás segítségével az oldatból csaknem az összes jelen lévő lítiumot kicsikarják oly módon, hogy a sóoldatot felszíni lepárlómedencékbe pumpálják, és várnak – akár két évig is –, míg a perzselő sivatagi napsütés elegendő vizet elpárologtat. Ilyesmit kizárólag száraz és lapos vidékeken lehet művelni, ahol a hely is bőséges, mint a chilei Atacama-sivatagban vagy Nevada egyes területein. Ráadásul a folyamat rengeteg vizet pazarol pont olyan helyeken, ahol eleve kevés van.
Semmi esély arra, hogy egyedül a napenergiás bepárlással fedezni tudjuk a világ jövőbeni lítiumigényét
– szögezte le Ngai Yin Yip, a Columbia Egyetem föld- és környezetmérnök professzora. – És akad egy csomó ígéretes, lítiumban gazdag sós víz, mint amilyen a kaliforniai Salton Sea, amelyeknél ez a módszer egyszerűen nem alkalmazható.”
375 millió elektromos autó akkumulátorára elegendő lítium egyetlen helyen!
A hagyományos lítiumkitermelő módszerekkel ellentétben az S3E-hez nincs szükség megkötő vegyszerekre vagy hosszadalmas utófeldolgozásra. Az új eljárás a lítiumionoknak a vízmolekulákkal való speciális kölcsönhatására épül egy olyan oldószerrendszerben, amely hőmérsékletfüggő módon változtatja a viselkedését. Szobahőmérsékleten az oldószer kivonja a lítiumot és a vizet a sós oldatból. Amikor azonban melegítik, elengedi a lítiumot és a vizet, így miközben tiszta lítiumoldatot termel, eredeti formájába visszaalakulva újra felhasználhatóvá válik.
A laboratóriumi kísérleteket olyan szintetikus sóoldatokon végezték, amelyek összetételükben a Salton Sea-t modellezték.
A Salton Sea egy geotermikus terület Dél-Kaliforniában, melynek sósvíz-tartaléka több mint 375 millió elektromos autó akkumulátorára elegendő lítiumot raktároz.
A kísérletekben ugyanazon oldószer négyszeri újrafelhasználásával a sóoldat lítiumtartalmának csaknem 40%-át sikerült kivonni. Ennek az alapján jogos abban bizakodni, hogy a rendszer folyamatos üzemelésre alkalmassá tehető.
„Ez egy egészen újszerű eljárás a lítium közvetlen kivonására – jelentette ki Yip. –
Gyors, szelektív, és könnyen felskálázható. A hőigényét pedig könnyen fedezhetjük alacsony minőségű hőforrásokból, például hulladékhőből vagy napkollektorokból.”
Fotó: WLADIMIR BULGAR/SCIENCE PHOTO LI / WBU
A gyakorlati alkalmazás kapujában?
A csoport hangsúlyozta, hogy ez egyelőre csak a koncepció életképességét bizonyító ún. proof-of-concept tanulmány, és a rendszert még nem optimalizálták sem kinyerés, sem hatékonyság szempontjából. Ám az S3E már ebben a kezdetleges formájában is elég ígéretes ahhoz, hogy a párologtatótavak és a keménykőzet-bányászat komoly jövőbeni alternatívájaként tekintsünk rá. Jelenleg e két kinyerési móddal termelik az előállított lítium túlnyomó többségét, és mindkettő jelentősen terheli a környezetet.
A tiszta energiára való átállás folyamata világszerte gyorsulóban van, így óriási szükség van az S3E-hez hasonló technológiákra, amelyek lehetővé teszik, hogy a haladást ne torpantsák meg utánpótlási hiányok. Az S3E és vele rokon kezdeményezések a lítium gyorsabb és tisztább kinyerését teszik lehetővé, és eddig kiaknázhatatlan forrásokat is felhasználnak.
Sok szó esik a zöld energiáról, de sokkal ritkábban beszélünk arról, hogy az ehhez vezető ellátási láncok némelyike mennyire piszkos
– teszi hozzá Yip. – Ha valóban fenntartható gazdaságra szeretnénk átállni, akkor az ehhez szükséges anyagokat is tisztán kell előállítanunk. Amit itt bemutatunk, az egy jó lépés ebbe az irányba.”
