Onderzoekers van MIT hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om lithium uit hard gesteente te winnen zonder extreme hitte of grote afvalstromen. De methode zou de kosten van lithiumwinning tot 50 procent kunnen verlagen en tegelijk de afhankelijkheid van China verminderen.
De wereldwijde vraag naar lithium stijgt razendsnel. Het metaal is cruciaal voor lithium-ionbatterijen in elektrische auto’s, energieopslag en consumentenelektronica. Hoewel landen als Australië, de Verenigde Staten en delen van Europa grote lithiumvoorraden hebben, zit een groot deel daarvan opgesloten in hard gesteente zoals spodumeen.
Daar wringt precies het probleem. Lithium uit hard gesteente winnen is vandaag een energie-intensief en vervuilend proces. Het gesteente moet eerst worden verhit tot temperaturen boven de 1.000 graden Celsius, waarna chemische behandelingen nodig zijn om het lithium vrij te maken. Dat kost enorme hoeveelheden energie en laat bovendien grote afvalbergen achter. Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben nu een alternatieve aanpak ontwikkeld die het klassieke proces fundamenteel verandert. Een uitgebreide beschrijving van het nieuwe proces werd ook gepubliceerd in Science.
50% goedkoper
In plaats van gesteente met brute kracht te verhitten, gebruiken ze een chemische oplossing op basis van water en ammoniumfluoride om silica (een belangrijk bestanddeel van het gesteente) eerst op te lossen.
Daardoor valt het mineraal uiteen bij kamertemperatuur. Extreme ovens of energieverslindende processen zijn niet langer nodig. Volgens de onderzoekers verlaagt dat de kosten van lithiumwinning uit hard gesteente met ongeveer 50 procent. Tegelijk daalt ook de milieu-impact aanzienlijk, omdat vrijwel alle gebruikte stoffen opnieuw kunnen worden gerecycleerd.
Bijna geen afval meer
Wat de MIT-methode extra opvallend maakt, is dat het volledige gesteente nuttig wordt ingezet. Naast batterijwaardig lithium halen de onderzoekers ook alumina uit het proces, bruikbaar voor aluminiumproductie, en silica die geschikt blijkt voor groen cement.
De onderzoekers spreken zelf van “nose-to-tail mining”: een vorm van mijnbouw waarbij vrijwel niets verloren gaat. Zelfs het ammoniumfluoride wordt grotendeels teruggewonnen in een gesloten kringloopproces. Dat is opvallend in een sector die traditioneel bekendstaat om hoge emissies, chemisch afval en grote hoeveelheden residu.
Ook gevolgen voor batterijen en geopolitiek
De impact van de technologie kan veel verder reiken dan alleen lagere productiekosten. Lithium is uitgegroeid tot een strategische grondstof in de wereldwijde race rond batterijen en elektrische mobiliteit. Vandaag domineert China nog steeds de raffinage van lithium, zelfs wanneer het ruwe gesteente elders wordt ontgonnen.
Een goedkoper en eenvoudiger raffinageproces kan daar verandering in brengen. Westerse landen zouden lithium lokaal kunnen verwerken zonder de enorme energie- en milieukost van bestaande installaties.
De technologie wordt inmiddels verder ontwikkeld via de startup Rock Zero, die werkt aan industriële opschaling. Als die schaalvergroting lukt, kan deze MIT-doorbraak uitgroeien tot een belangrijke schakel in de wereldwijde batterij-industrie van de komende decennia.
