Революция в добыче лития: разработан энергоэффективный метод извлечения из горных пород
Производство аккумуляторов на основе различных химических составов достигло значительного уровня, однако масштабы выпуска литиевых батарей остаются беспрецедентными. Этот фактор обеспечивает литий-ионным аккумуляторам высокую экономическую конкурентоспособность. Даже при разработке более совершенных аккумуляторных технологий остается неясным, удастся ли достаточно быстро снизить производственные затраты, чтобы конкурировать с эффективностью существующей цепочки поставок и производства лития. Изменить текущую динамику рынка может лишь дефицит поставок. Хотя литий широко распространен в природе, его экономически выгодная добыча представляет собой отдельную проблему. Наиболее дешевый способ извлечения — из рассолов, богатых литием, которые в основном сосредоточены в Южной Америке. Существуют и другие источники лития, но их разработка значительно дороже.
Новый подход к извлечению лития
Однако в свежем выпуске авторитетного научного журнала Science исследовательской группой был представлен энергоэффективный метод извлечения лития непосредственно из горных пород. Разработанный процесс требует значительно меньше энергии по сравнению с существующими аналогами, полностью восстанавливает исходные реагенты и генерирует ценные побочные продукты, которые также могут быть реализованы на рынке.
Традиционные методы и их недостатки
Как и другие металлы, литий встречается в различных минералах. Например, Геологическая служба США недавно провела инвентаризацию обширных месторождений оксида лития на северо-востоке страны, обнаруженных в пегматитах (магматических горных породах). Однако, согласно новому исследованию, наиболее распространенной литиевой рудой в мире является сподумен — силикат лития-алюминия (LiAl(SiO3)2). Переработка этого материала уже ведется, но она отличается высокой энергоемкостью и оставляет значительное количество отходов. Существующие методы начинаются с нагрева минерала примерно до 1000 градусов Цельсия для разрушения его плотной структуры. Затем для выщелачивания лития используется серная кислота. Полученный раствор сульфата лития преобразуется в соединения, пригодные для производства аккумуляторов (обычно в карбонат лития), при этом образуются серусодержащие отходы.
Инновационный процесс
Новая разработка — результат сотрудничества исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) и нескольких компаний из Бостонского региона. Целью проекта было создание гораздо более энергоэффективного процесса, генерирующего меньше отходов. В результате был предложен метод, при котором ключевое химическое вещество, используемое в начале процесса, регенерируется на последующем этапе. При этом как кремний, так и алюминий, содержащиеся в минерале, преобразуются в формы, уже применяемые в коммерческих целях.
