Попри весь свій внесок у технології чистої енергії, літій є складним і не дуже екологічним ресурсом для видобутку. Через це вчені шукають більш сталі способи задоволення зростаючого попиту на літій, включаючи нову пропозицію щодо безпечнішої та менш витратної стратегії розробки твердих порід, які містять цей цінний елемент.
Читайте также: Арнольд Шварценеггер Діти: подробности о семье и личной жизни
Новий процес, детально описаний у новому дослідженні, опублікованому в журналі Science, хімічно розділяє мінерал під назвою сподумен на літій, алюміній та кремній, які потім відокремлюються та очищуються для їхнього відповідного промислового використання.
“У разі впровадження у великих масштабах, це був би найдешевший спосіб отримання літію з будь-якого природного ресурсу”, — розповів Gizmodo Єт-Мін Чіанг (Yet-Ming Chiang), співавтор дослідження та професор матеріалознавства та інженерії імені Kyocera в Массачусетському технологічному інституті (MIT).
На відміну від традиційних методів, ця остання альтернатива є низькотемпературним підходом без використання кислот, який вилучає найцінніші продукти з основних мінеральних компонентів сподумену.
Історія літію
За даними Кліматичного порталу MIT, літій видобувають або шляхом випаровування соляних розчинів, або шляхом видобутку з твердих порід. У першому випадку солона ропа викачується з підземних родовищ і залишається в басейнах для випаровування, залишаючи після себе літій та інші елементи.
“Видобуток із твердих порід “виглядає більш традиційно” і використовує важку техніку для видобутку та подрібнення сподумену. Обидва види видобутку споживають багато води та мають досить великий вуглецевий слід”, — кажуть у МІТ.
Глобальна літієва індустрія також стикається зі значними ризиками для постачання та геополітичними ризиками, зазначається у звіті Міжнародного енергетичного агентства (МЕА). У звіті здатність літієвої промисловості “реагувати на збої в постачанні” оцінюється на мізерні 3%, тоді як 57% переробки літію до 2030 року залежатиме від Китаю.
Пошук альтернативи
Новий процес використовує фторид амонію, щоб “безпечно розчинити силікатну матрицю у твердій породі, тим самим вивільняючи літій, а також алюміній”, — пояснив Чіанг виданню Gizmodo. Це усуває потребу у “випалюванні” сподумену перед кислотним вилуговуванням — кроці, який генерує викиди вуглекислого газу.
“Команда протестувала свій метод на 17 різних джерелах сподуменових концентратів, успішно вилучивши понад 95% літію, що містився в мінералі”, — пише Gizmodo.
Читайте также: Рецензія на серіал “Нуар Людина-павук” / Spider-Noir
Цей процес також є підходом “замкнутого циклу”, за якого хімічний реагент переробляється та використовується повторно, на відміну від традиційних методів, які утворюють різні відходи на кожному етапі.
“Хитрість полягала в тому, щоб перевернути відомі процеси в гідрометалургії — отриманні металів із руд — де силікат зазвичай є найбільш стійким до розчинення і залишається останнім компонентом”, — сказав Чіанг. — “Тут ми перевертаємо це з ніг на голову і вилучаємо силікат першим. Це змушує мене замислитися, які ще мінерали ми могли б переробляти таким чином”.
Це може принести важливі зрушення в літієву індустрію, написали в супутній статті Perspective Гангсан Лі (Gangsan Lee) та Картіш Мантірам (Karthish Manthiram), хіміки-технологи з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech), які не брали участі в роботі.
Від концепції до реальності
Наприклад, процес замкнутого циклу усуває потребу у великомасштабних очисних спорудах для відходів, які збільшують витрати на інфраструктуру. Оскільки процес є низькотемпературним, його простіше “інтегрувати з відновлюваними джерелами енергії”, що є важливим, оскільки “основні шахти з видобутку літію з твердих порід географічно збігаються з багатими ресурсами сонця та вітру”, додали вони.
“Ці переваги суттєво знижують бар’єри для видобутку літію, вирішуючи як стрімко зростаючий попит на літій, так і проблему вуглецевого сліду, який підриває сталість енергетичного переходу, для забезпечення якого літій і призначений”, — додали інженери Caltech.
З усім тим, Чіанг зазначив Gizmodo, що процес усе ще потрібно протестувати в промислових масштабах. Дослідницька група заснувала дочірню компанію Rock Zero, щоб зосередитися на запуску пілотних демонстрацій нового методу.
“Гірнича промисловість є важливою для технологій і, отже, для суспільства, проте більша частина громадськості сприймає її негативно як руйнівну, забруднюючу індустрію, і в деяких випадках не без причини”, — підсумував Чіанг. — “Ми сподіваємося допомогти змінити це сприйняття, показавши, що існують чистіші та більш сталі способи робити це”.
Якщо цей метод вдасться масштабувати, він міг би легко вирішити найбільші проблеми видобутку літію, а також кризу постачання цього цінного елемента, яка насувається.
Читайте также: Іво Бобул В Молодості: Жизнь и Творческий Путь
Джерело: Gizmodo
