מדעני MIT עשויים למצוא דרך למשוך ליתיום מסלעים מבלי לזרוק את כדור הארץ
למרות כל תרומתו לטכנולוגיה של אנרגיה נקייה, ליתיום הוא משאב מסובך, לא כל כך ידידותי לסביבה. ככזה, מדענים חיפשו דרכים בנות קיימא יותר לענות על הביקוש הגובר לליתיום, כולל הצעה חדשה לאסטרטגיה בטוחה יותר ובעלות נמוכה יותר לניצול סלע קשה המכיל את היסוד בעל הערך.
התהליך החדש, מפורט במחקר חדש פורסם היום בכתב העת Science, מפריד כימית מינרל בשם spodumene לליתיום, אלומיניום וסיליקון, אשר לאחר מכן מופרדים ומטוהרים עבור השימושים התעשייתיים שלהם. שלא כמו שיטות קונבנציונליות, האלטרנטיבה העדכנית ביותר היא גישה נטולת חומצות בטמפרטורה נמוכה השואבת את המוצרים היקרים ביותר מהמרכיבים המינרלים העיקריים של ספודומן.
בפריסה בקנה מידה, זו תהיה "הדרך הזולה ביותר להשגת ליתיום מכל משאב טבעי." אבל-מינג צ'יאנגמחבר שותף במחקר ופרופסור של Kyocera למדע והנדסת חומרים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), אמר ל-Gizmodo.
מדעי הליתיום
על פי ה פורטל האקלים של MITליתיום מוחזר על ידי אידוי בריכות מי מלח או באמצעות כריית סלעים קשים. בראשונה נשאבת תמלחת מלוחה ממרבצים תת-קרקעיים ונשארת בבריכות להתאדות, ומשאירה אחריה ליתיום ואלמנטים אחרים. כריית סלעים קשים "נראית מסורתית יותר" ומשתמשת במכונות כבדות כדי לחפור ולרסק ספודומן. שני סוגי הכרייה משתמשים בהרבה מים ויש להם טביעות פחמן גדולות למדי.
גם תעשיית הליתיום העולמית מתמודדת עם היצע וסיכונים גיאופוליטיים גבוהים באופן משמעותי, א דִוּוּחַ לפי הערות סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA). הדו"ח העריך את "היכולת של תעשיית הליתיום להגיב להפרעות באספקה" בשיעור עלוב של 3%, בעוד ש-57% מזיקוק הליתיום יהיה תלוי בסין עד 2030.
מציאת אלטרנטיבה
התהליך החדש משתמש באמוניום פלואוריד כדי "להמיס בבטחה את מטריצת הסיליקט בסלע קשה, ובכך לשחרר את הליתיום כמו גם את האלומיניום", הסביר צ'יאנג לגיזמודו. זה מסיר את הצורך "לצלות" ספודומן לפני שטיפת חומצה, שלב שיוצר פליטת פחמן דו חמצני.
הצוות בדק את השיטה שלו על 17 מקורות שונים של תרכיזי ספודומן, והצליח לשחזר יותר מ-95% מהליתיום המאוחסן במינרל. התהליך הוא גם גישה של "לולאה סגורה" הממחזרת ומשתמשת מחדש במגיב הכימי, בניגוד לשיטות קונבנציונליות המייצרות פסולת שונה בכל שלב.
החוכמה הייתה להפוך תהליכים מוכרים בהידרופטלורגיה – השגת מתכות מעפרות – כאשר "סיליקט הוא בדרך כלל העמיד ביותר להתמוססות והוא המרכיב האחרון שנותר", אמר צ'יאנג. "הנה, אנחנו הופכים את זה על הראש ומוציאים את הסיליקט תחילה. זה גורם לי לשאול אילו מינרלים נוספים נוכל לעבד בצורה זו."
קונספט למציאות
זה יכול להביא שינויים חשובים לתעשיית הליתיום, כתבו גנגסאן לי וקרתיש מנתירם, מהנדסים כימיים במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) שאינם מעורבים בעבודה, בהודעה נלווית. פֶּרספֶּקטִיבָה סָעִיף.
לדוגמה, תהליך לולאה סגורה מסיר את הצורך במפעלי טיפול בפסולת בקנה מידה גדול שמגדילים את עלויות התשתית. מכיוון שהיא בטמפרטורה נמוכה, קל יותר "להשתלב עם חשמל מתחדש", וזה משמעותי מכיוון ש"מכרות סלע ליתיום עיקריים חופפים גיאוגרפית עם משאבי שמש ורוח בשפע", הם הוסיפו.
יתרונות אלו מורידים באופן משמעותי את המשוכות עבור כריית ליתיום – נותנים מענה "הן לביקוש הגואה לליתיום והן לטביעת הרגל הפחמנית המערערת את הקיימות של מעבר האנרגיה שהליתיום נועד לאפשר", הוסיפו מהנדסי קלטק.
כל זה אמר, צ'יאנג אמר לגיזמודו כי התהליך עדיין צריך להיבדק בקנה מידה תעשייתי. צוות המחקר הקים ספנאאוט, רוק אפסלהתמקד בהשקת הדגמות פיילוט לשיטה החדשה.
"כרייה חיונית לטכנולוגיה ולכן לחברה, אך היא נתפסת באופן שלילי על ידי חלק גדול מהציבור כתעשייה הרסנית ומזהמת, במקרים מסוימים עם סיבה טובה", סיכם צ'יאנג. "אנו מקווים לעזור לשנות את התפיסה הזו על ידי הצגתם שיש דרכים נקיות ובעלות קיימא יותר לעשות זאת."