Lithium ist wie das Gold des 21. Jahrhunderts. Es steckt überall in unseren Geräten, von E-Zigaretten bis hin zu Elektroautos. Aber es gibt ein Problem: Die Gewinnung ist ein logistischer und ökologischer Albtraum. Zumindest war es das bis heute. Ein Forscherteam der Rice University hat einen Reaktor entwickelt, der die größte Revolution in der Lithiumgewinnung seit Jahrzehnten darstellen könnte. Mit außergewöhnlicher Effizienz und minimaler Umweltbelastung kann diese Technologie bahnbrechend sein. Die Studie, die die Entwicklung und Leistung des Reaktors detailliert beschreibt, wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences .
Forschung zur „neuen“ Lithiumgewinnung
Das Team der Rice University hat einen elektrochemischen Reaktor entwickelt ist in der Lage, fast das gesamte in geothermischen Gewässern vorhandene Lithium zu extrahieren. Dieses Ergebnis ist außergewöhnlich, wenn man bedenkt, dass aktuelle Extraktionstechniken oft ineffizient und umweltschädlich sind. Der Reaktor bewältigt eine der größten Herausforderungen bei der Gewinnung von Lithium aus geothermischen Solen: das Vorhandensein anderer chemischer Elemente mit ähnlicher Größe und ionischer Ladung (wie Magnesium, Kalzium, Natrium und Kalium). Darüber hinaus enthalten diese geothermischen „Solen“ häufig Chloridionen, die sich bei herkömmlichen elektrochemischen Prozessen in hochgiftiges Chlorgas umwandeln können.
So funktioniert der neue Reaktor
Das Gerät besteht aus drei Kammern, die durch eine Lithiumionen-leitende Keramikmembran (LICGC) getrennt sind, ein Material, das üblicherweise in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Diese Membran hat sich als wirksam erwiesen, da sie nur Lithiumionen durchlässt und andere chemische Elemente und insbesondere potenziell schädliche Chloridionen blockiert. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Der Reaktor begrenzt nicht nur die Produktion von Chlorgas drastisch, sondern erreicht einen Lithium-Reinheitsgrad von 97,5 %.
Eines der vielversprechendsten Merkmale dieser Technologie ist die geringere Umweltbelastung. Traditionelle Lithiumgewinnung Es benötigt oft große Mengen Wasser und kann die lokalen Ökosysteme erheblich schädigen. Der neue Reaktor verwendet jedoch einen viel saubereren und effizienteren Prozess. Die Möglichkeit, Lithium aus geothermischen Quellen zu gewinnen, eröffnet neue Perspektiven für eine nachhaltigere Produktion. Geothermisches Wasser wird bereits für die Erzeugung erneuerbarer Energien genutzt, und durch die Hinzufügung der Lithiumgewinnung könnten diese Anlagen entstehen noch effizienter aus Ressourcensicht.
„Geothermische“ Lithiumgewinnung: Warum es wichtig ist
Das Potenzial dieser Technologie ist global. In EuropaBeispielsweise gibt es mehrere Projekte zur Gewinnung von Lithium aus geothermischen Quellen. In Cornwall, im Vereinigtes Königreich, das Cornish Lithium erforscht die Möglichkeit, Lithium aus dem geothermischen Wasser zu gewinnen, das in den Tiefen der Granitfelsen der Region vorhanden ist. In Deutschland, Das Unternehmen Vulkanische Energie will bis 40.000 2025 Tonnen geothermisches Lithiumhydroxid aus dem Rheintal fördern, eine Menge, die ausreicht, um Batterien für ca eine Million Autos pro Jahr.
Zukünftige Herausforderungen und Perspektiven
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse gibt es noch Herausforderungen zu bewältigen. Während der Tests bemerkten die Forscher eine Ansammlung von Natriumionen auf der LICGC-Membran, die könnte langfristig die Effizienz des Reaktors beeinträchtigen. Es werden Strategien zur Abmilderung dieses Problems erforscht, etwa die Reduzierung des Natriumgehalts in der Sole vor der Reaktion oder die Entwicklung spezieller Beschichtungen für die Membran. Die Kommerzialisierung dieser Technologie könnte erhebliche Auswirkungen auf den Lithiummarkt haben. Bis 2030 soll sich die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien versiebenfachen, hauptsächlich angetrieben durch die Einführung von Elektrofahrzeugen. Eine effizientere und nachhaltigere Lithiumquelle könnte entscheidend sein, um diesen wachsenden Bedarf zu decken.
