Lithium je surovina budoucnosti, nezbytná pro elektromobily a solární systémy. Těžba je ale často škodlivá pro životní prostředí a stojí hodně energie. Nyní vědci představují dvě nové metody.
Země po celém světě soupeří o lithium. Tento prvek je zásadní pro vysoce výkonné baterie, které jsou naléhavě potřeba v elektronice, elektrických vozidlech a systémech obnovitelné energie. Podle odborníků se ale očekává, že konvenční zásoby lithia se vyčerpají do roku 2080. Současná těžba suroviny je také považována za extrémně škodlivou k životnímu prostředí, energeticky náročnou a pracnou.
Vědci proto intenzivně hledají nové alternativy tohoto zdroje energie. Ve dvou studiích nyní vědci informují o postupech, které vyvinuli a pomocí nichž lze lithium získat přímo ze zředěných solanek. Včetně mořské vody. Své výsledky publikovali ve dvou studiích v odborném časopise „Science“.
Membrána filtruje ionty lithia ze solanky
První studie pochází od Yan Song a kolegů. Tým představuje metodu, při které se odpařování přemění na proces přímé extrakce lithia pomocí solární energie. Místo urychlení odpařování na hladině bazénu tým zvolil přístup nazvaný STLES. Zkratka znamená „extrakce a skladování lithia pomocí solární transpirace“.
Využívá sluneční světlo k vytvoření tlaku transpiračním procesem podobným rostlinám prostřednictvím membránového zařízení, které plave na povrchu solanky. Membrána obsahující nanočástice hliníku filtruje ionty lithia ze solanky, zatímco další část uchovává oddělené soli lithia.
Podle autorů STLES funguje pasivně, a proto je nákladově, energeticky a uhlíkově efektivní a lze jej použít v mnoha stávajících odpařovacích nádržích lithia.
Vhodná alternativa inspirovaná bateriemi
Druhá aktuální publikace „Science“ od skupiny Zhen Li se zabývá elektrochemickým přístupem k extrakci lithia, který nevyžaduje odpařování ani membrány. Inspirován tím, jak funguje lithiová baterie, použil tým železité fosfátové elektrody a stříbrno/halogenidové redoxní elektrody k selektivní extrakci lithných iontů ze solanky a jejich následnému uvolnění do sladké vody.
Podle autorů je systém účinný i v drsných solankách s vysokými poměry hořčíku a lithia a nízkými koncentracemi lithia. Jedním z koncových produktů byl údajně uhličitan lithný na baterie s čistotou více než 99,95 %.
Přesto autoři upozorňují, že jsou nutné další kroky čištění.
Nadějný, ale rozšiřitelný
V poušti Atacama v Chile nebo v poušti v Bolívii ničí těžba lithia unikátní biotopy neocenitelné ekologické hodnoty. Zásoby v solných pláních jsou velké, ale škody jsou nevratné. „Extrakce lithia ze solanky je proto zajímavou alternativou,“ řekla Alicia Valero Delgado, profesorka strojů a tepelných motorů na Universidad de Zaragoza ve Španělsku, na dotaz španělského vědeckého mediálního centra (SMC). Do současného výzkumu se nepodílela.
Až dosud společnosti tuto možnost nevyužívaly kvůli vysokým nákladům, zejména ve vztahu k energii, Delgado pokračuje: ,,Pokud, jak je navrženo v článcích, náklady na energii se výrazně sníží, možnosti jsou velmi slibné.“
Podobně to vidí i inženýrka Martina Gamba, která rovněž není součástí výzkumného týmu. Oproti SMC si pochvalovala jednoduchý a snadno škálovatelný design. Výzkumník z Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica na Universidad Nacional de la Plata v Argentině zároveň zdůrazňuje: „Množství sladké vody potřebné pro proces není explicitně vypočítáno, ale voda je v regionech jako poušť Atacama vzácné zboží.“
,,Pro místní komunity v poušti Atacama v Jižní Americe je voda mnohem cennějším zdrojem než lithium. Prioritou nových technologií proto musí být zlepšení účinnosti vody,“ říká Seth Darling z Argonne National Laboratory, USA, v prohlášení doprovázejícím studii. Navíc by se musely překonávat technické překážky. „Navíc ekonomická životaschopnost těchto nových metod je stále nejistá,“ říká Darling.
Pro všechny výzkumníky v oboru je jedna věc jasná: udržitelnější a odolnější dodavatelský řetězec lithia je naléhavě potřeba, aby lidstvo mohlo v budoucnu využívat čistou energii.
Zdroj: spiegel, Vapol
