Extracția litiului, un metal esențial pentru bateriile vehiculelor electrice și sistemele de stocare a energiei regenerabile, a fost mult timp asociată cu metode consumatoare de energie și dăunătoare mediului. Cercetătorii de la Stanford School of Engineering au dezvăluit recent o descoperire majoră care ar putea transforma această industrie. Abordarea lor, numită electrodializă redox (redox-couple electrodialysis, RCE), promite să facă extracția sa nu numai mai eficientă și mai economică, ci și mult mai ecologică.
În mod tradițional, litiul este extras în principal din două surse: roci dure și saline. Majoritatea metalului provine în prezent din saline, în special din Salar de Atacama din Chile. Procesul convențional implică pomparea saramurii, o soluție bogată în minerale, în iazurile de evaporare. Aceste bazine, care uneori se întind până la 26 km², exploatează energia solară pentru a evapora apa, concentrând astfel minerale, inclusiv litiul. Acest proces nu este doar lent (necesită aproximativ optsprezece luni pentru a extrage litiul), dar consumă și multă apă, fiind necesari aproape 500.000 de litri pentru a produce o tonă de metal. Extracția litiului din roci dure implică operațiuni miniere intensive și consumatoare de energie. Aceste metode necesită săpături adânci și sunt adesea asociate cu impacturi considerabile asupra mediului. Concentrația de litiu din aceste roci este în general scăzută, ceea ce face ca procesul să fie costisitor și poluant.
Metoda dezvoltată de echipa condusă de profesorul Stanford Yi Cui, electrodializa redox (RCE), ar putea revoluționa foarte bine industria extracției litiului. Ea a fost descrisă într-un articol publicat în revista Matter. Principiul RCE se bazează pe utilizarea energiei electrice pentru a muta litiul dintr-o soluție de saramură cu concentrație scăzută într-o soluție mai concentrată printr-o membrană de electrolit solid. Această tehnică are loc în mai multe etape într-o serie de celule, fiecare celulă crescând treptat concentrația de metal până când poate fi izolat eficient.
Această metodă oferă câteva avantaje notabile față de tehnicile tradiționale. În primul rând, procesul RCE consumă aproximativ o zecime din energia electrică necesară prin metodele convenționale. În plus, afișează selectivitate la litiu aproape de 100%, ceea ce înseamnă că este extrem de eficient în izolarea litiului fără pierderi semnificative. În ceea ce privește costurile, RCE face astfel posibilă reducerea substanțială a costurilor de extracție a litiului, de la 9.100 USD la aproximativ 3.500 USD la 4.400 USD pe tonă. Această tehnică elimină necesitatea unor iazuri mari de evaporare, ceea ce reduce semnificativ impactul asupra mediului și deschide calea pentru exploatarea saramurilor situate în regiunile mai puțin accesibile. Metoda RCE de la Stanford vine într-un moment în care cererea de litiu explodează, alimentată de creșterea vehiculelor electrice și a sistemelor de stocare a energiei regenerabile. Potrivit previziunilor, industria auto va trebui să-și mărească livrările de litiu de douăzeci de ori pentru a satisface nevoile viitoare.
Există în continuare provocări, inclusiv adaptarea RCE la condiții variate de saramură și optimizarea procesului pentru extracția rapidă și sigură. Totuși, metoda RCE de la Stanford marchează un pas semnificativ către o extracție mai durabilă și mai economică a litiului, oferind o licărire de speranță pentru un viitor mai ecologic în sectorul bateriilor și al energiei regenerabile.
