L’estrazione del litio dalle saline non sarà più un processo lungo e costoso grazie alla tecnica sviluppata dall’Università di Stanford, che rende l’estrazione anche più affidabile e sostenibile in termini di consumo di acqua, prodotti chimici e uso del suolo rispetto alle tecnologie oggi in uso.
Il problema dell’estrazione del litio
Negli ultimi anni, la domanda di litio è aumentata in modo significativo a causa dell’adozione massiccia di veicoli elettrici e sistemi di stoccaggio dell’energia rinnovabile. Basti solo vedere il prezzo di mercato del carbonato di litio per batterie, che si aggira attorno ai 15.000 dollari per tonnellata, con picchi intorno ai 80.000 dollari a causa delle carenze di approvvigionamento registrate nel 2022.
Attualmente, la maggior parte del litio viene estratta dalle saline attraverso un processo che prevede l’evaporazione dell’acqua in vasti bacini. Si tratta di un processo che può durare più di un anno, e che richiede l’impiego di grandi quantità di prodotti chimici, spesso tossici.
Ma come funziona il processo? Come precisa Rinnovabili, bisogna perforare il suolo in profondità per accedere ai depositi sotterranei di salamoia, e pompare il liquido in superficie per poi distribuirlo in bacini di evaporazione e infine, raggiunta la concentrazione giusta, raffinarlo tramite una serie di trattamenti chimici e filtrazioni. Tutte fasi di lavorazione che sono, tra l’altro, dipendenti da fattori climatici e ambientali, infatti non sono molte le saline idonee per l’estrazione.
La nuova tecnologia per estrarre litio dalle saline
Per fronteggiare questo problema, il team di ricerca dell’Università di Stanford ha sviluppato un metodo basato su una tecnica chiamata “elettrodialisi a coppia redox” (RCE), che ha dimostrato di essere significativamente più efficiente e meno costosa rispetto alle tecniche attuali.
In un test di laboratorio, il team ha effettuato un’estrazione continua per oltre 100 ore, con una bassa tensione di esercizio di 0,25 V, un’efficienza dell’88,87% e una selettività del litio di 0,9954. In breve, con questo metodo serve meno del 10% dell’elettricità richiesta oggi.
Il nuovo metodo si stima costi tra 3.500 e 4.400 dollari per tonnellata di idrossido di litio ad alta purezza, che può essere convertito a basso costo in carbonato di litio di qualità per batterie. Questo è un risparmio notevole rispetto ai circa 9.100 dollari per tonnellata del metodo dominante attuale.
Benefici economici e ambientali
Il nuovo metodo RCE potrebbe portare a significativi risparmi economici grazie ai minori costi operativi, eliminando la necessità di grandi bacini di evaporazione solare, ancora oggi costosi da costruire e mantenere. Inoltre, l’utilizzo ridotto di elettricità, acqua e agenti chimici non solo migliora la sostenibilità del processo, ma riduce ancora di più i costi.
Il metodo RCE è versatile e può essere applicato a diverse acque saline, inclusi flussi d’acqua con concentrazioni variabili di litio, sodio e potassio. Ad esempio, gli esperimenti hanno mostrato che la nuova tecnologia potrebbe estrarre litio anche dalle acque reflue provenienti da operazioni petrolifere. Potrebbe persino essere utilizzata per estrarre litio dall’acqua di mare, da sempre considerata una soluzione poco conveniente per via delle basse concentrazioni di litio.
Per saperne di più su questo studio, vi consigliamo la lettura integrale del paper pubblicato su Matter.
Rong Xu, Xin Xiao, Ge Zhang, Yusheng Ye, Pu Zhang, Yufei Yang, Sanzeeda Baig Shuchi, Yi Cui et al., Continuous lithium extraction from brine by efficient redox-couple electrodialysis, Matter (2024): DOI: 10.1016/j.matt.2024.07.014
