Meklējumi iegūt jūras ūdeni litija ieguvei

Japānas Atomenerģijas aģentūras pētnieki ir nākuši klajā ar jaunu metodi jūras ūdens apstrādei, lai iegūtu litiju — elementu, kam ir galvenā loma modernu elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru ražošanā un kas, ja pašreizējās EV tirgus prognozes izrādīsies precīzas, varētu būt pirms desmitgades beigām.

Rakstīšana žurnāla jaunajā numurā Atsāļošana , Tsuyoshi Hoshino, JAEA Rokkasho Fusion Institute zinātnieks, ierosināja metodi litija atgūšanai no jūras ūdens, izmantojot dialīzi. Vēl vairākus gadus pēc komercializācijas sistēmas pamatā ir dialīzes šūna ar membrānu, kas sastāv no supravadītāja materiāla. Litijs ir vienīgais jūras ūdens jons, kas var iziet cauri membrānai no šūnas negatīvā elektroda puses līdz pozitīvā elektroda pusei.

Metode uzrāda labu energoefektivitāti un ir viegli mērogojama, raksta Hoshino.

Hošino darbs apvieno senas tradīcijas, kas ietver gan jaunus litija atgūšanas veidus, gan plašāku sapni par vērtīgu minerālu ieguvi jūrā. Cilvēki ir ieguvuši sāli jūrā mūžam. Jūras dibena ieguves vēsture stiepjas līdz 1872. gadam, kad HMS Izaicinātājs , Lielbritānijas okeanogrāfijas kuģis, atklāja mangānu okeāna dibenā. Līdz 20. gadsimta vidum cilvēki bija sākuši mēģināt iegūt jūras ūdenī izšķīdinātās milzīgās minerālu bagātības — tas bija sarežģīts uzdevums, ņemot vērā atgūstamo minerālu zemo koncentrāciju. Mūsdienās plaukstoša nozare iegūst magniju no jūras ūdens, bet ekonomiska litija ražošana no jūras ir izrādījusies nenotverama. Elements ir atrodams ārkārtīgi zemā koncentrācijā okeānā, un tam jau ir izveidota piegādes ķēde, galvenokārt no sālsezeriem Dienvidamerikā.

Ja Hoshino metode izrādīsies efektīva un ekonomiska, tā varētu pārveidot tirgu, kurā pēdējos gados ir bijuši daudz investīciju un it kā ieviesti jauninājumi, taču tas joprojām ir spītīgi izturīgs pret jaunām tehnoloģijām un jauniem piegādes avotiem. Lielāko daļu litija joprojām iegūst tādā veidā, kā tas ir bijis pusgadsimtu: iztvaicējot sālījumu, kas savākts no sālsezeriem slēgtās ielejās Čīles, Argentīnas un Bolīvijas daļās.

Pēdējos gados arvien biežāk tiek prognozētas litija piegādes problēmas. Daudzi analītiķi, lai gan ne visi, uzskata, ka pieaugošais pieprasījums pēc elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru ražotājiem, jo ​​īpaši no Tesla, kuru gaidāmā Gigafactory, paredzams, gandrīz dubultos pasaules litija pieprasījumu. noteikti sasprindzināt krājumus no tradicionāliem avotiem.

Es domāju, ka mēs redzēsim trūkumu, saka Saimons Mūrs, minerālu un kalnrūpniecības konsultāciju uzņēmuma Benchmark Intelligence vadītājs. Jauns piedāvājums ir vajadzīgs tagad, un tas būs arī nākotnē, pat ja notiks daļa no plānotajiem akumulatoru ražošanas paplašinājumiem.

Litija cenu etalona izsekošana pēdējos gados liecina par pastāvīgu kāpumu, un Mūrs neparedz, ka cenas drīzumā kritīsies. Tas veicina pētniecību un izstrādi visvienkāršākajā līmenī, tāpat kā Hoshino darbs, un tas veicina jaunas investīcijas sāls ezeros, kas varētu ražot litiju, jo īpaši Nevadā, kur Tesla būvē Gigafactory. (Skatiet, lai Tesla masīvajai Nevadas rūpnīcai būtu nepieciešami milzīgi rezultāti, lai atmaksātos.)

Vankūverā bāzētais Dajin Resources nesen tika izlaists litija tests izriet no tā Alkali Lake īpašuma Esmeraldas apgabalā, Nevadas štatā, uzrādot daudzsološu litija koncentrāciju. Uzņēmumam pieder arī platības Teels Marsh reģionā Mineral County. Dajins plāno atgūt litiju, izmantojot tradicionālās metodes, saka prezidents Braiens Findlejs.

Ir vairākas dažādas un interesantas tehnoloģijas, taču tās visas sākas ar augstas koncentrācijas sālījumu, saka Findlejs. Un visvienkāršākā pārbaudītā tehnoloģija ir iztvaikošana. Patiešām, ir grūti konkurēt ar dabisku procesu.

Tas neliedz uzņēmējiem un pētniekiem mēģināt. Viena no interesantākajām metodēm ir reversā osmoze, metode, kas teorētiski varētu iegūt litiju daudz ātrāk nekā 18 līdz 24 mēneši, kas nepieciešami sālījuma iztvaicēšanai. (Viena no pašreizējās litija ražošanas nozares strukturālajām problēmām ir tāda, ka iztvaikošanas ilgā kavējuma dēļ ir grūti ātri palielināt ražošanu, reaģējot uz jauno pieprasījumu.) Simbolu materiāli , kas atrodas Plezantonā, Kalifornijā, vēlas izmantot reverso osmozi, lai atdalītu litiju no notekūdeņiem, kas nāk no Featherstone ģeotermālās stacijas netālu no Kalifornijas Saltonas jūras. Tas būtu elegants risinājums, kas apvieno tīras enerģijas ražošanu ar litija atgūšanu EV akumulatoriem. Bet tiek ziņots, ka Simbols meklē pircēju, un februārī tas atlaida lielāko daļu savu darbinieku . (Simbolu pārstāvji neatbildēja uz komentāriem par šo rakstu.) Vismaz līdz šim reversā osmoze izskatās kā vēl viena daudzsološa tehnoloģija, kurai nav izdevies atrast vilci.

Tas mūs ved atpakaļ uz pasaulē lielāko litija krātuvi: jūru. Pēdējos gados jauni procesi un materiāli, t.sk grafēns , ir izrādījuši daudzsolījumu jūras ieguves padarīšanā par realitāti. Piemēram, Ziemeļkarolīnas universitātes pētnieki izstrādāja metālu-organisko karkasu, lai savāktu urānu saturošus jonus no jūras ūdens. Hošino uzskata, ka viņa jūras ūdens dialīzes šūna litija atgūšanai varētu tikt komercializēta piecu gadu laikā.

Ir skaidrs, ka, paplašinās uzlaboto akumulatoru sektors, šie centieni turpināsies. Tomēr pagaidām vēl ir grūti konkurēt ar dabas procesiem.

paslēpties