Australische onderzoekers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om lithium te winnen uit opgedroogde zoutresten. De techniek verbruikt geen zoetwater, haalt tot 95 procent van het lithium terug en kan een duurzamer alternatief vormen voor de waterintensieve methoden waarop de batterij-industrie vandaag nog grotendeels vertrouwt.
Lithium vormt de ruggengraat van de energietransitie. Het metaal zit in vrijwel elke moderne batterij, van elektrische auto’s tot grootschalige energieopslagsystemen. Toch gaat de winning ervan vaak gepaard met aanzienlijke milieuproblemen. Vooral in droge gebieden, waar een groot deel van de wereldwijde lithiumvoorraden zich bevindt, ligt het hoge waterverbruik van bestaande extractiemethoden steeds vaker onder vuur.
Volgens de studie, gepubliceerd in Environmental Science & Technology, hebben onderzoekers van Monash University een techniek ontwikkeld die lithium niet uit vloeibare pekel haalt, maar uit de vaste zoutresten die achterblijven nadat die pekel is verdampt. Daarmee kiezen ze voor een fundamenteel andere aanpak dan de methoden die vandaag de norm zijn binnen de sector.
Alternatief voor traditionele pekelwinning
Bij conventionele lithiumwinning wordt pekel uit ondergrondse reservoirs naar de oppervlakte gepompt en vervolgens maanden tot soms jaren in enorme verdampingsbekkens opgeslagen. Dat proces is traag en inefficiënt. In veel gevallen wordt minder dan de helft van het aanwezige lithium daadwerkelijk teruggewonnen.
Nieuwe technologieën zoals Direct Lithium Extraction proberen dat proces te versnellen, maar vereisen vaak aanzienlijke hoeveelheden zoetwater. Dat is juist problematisch omdat lithiumwinning vaak plaatsvindt in enkele van de droogste regio’s ter wereld, zoals delen van Chili, Argentinië en Bolivia.
De onderzoekers uit Australië kozen daarom voor een andere route. Nadat de pekel volledig is opgedroogd, behandelen ze de overgebleven zoutkorst met ethanol en aceton. Lithium blijkt uitzonderlijk goed op te lossen in deze organische oplosmiddelen, terwijl veel andere zouten achterblijven.
Lees ook: 43 miljoen ton lithium in Duitsland: Europa’s lithiumtroef staat voor cruciale test
Geen druppel water nodig
Die eigenschap maakt een verrassend efficiënte scheiding mogelijk. De onderzoekers slaagden erin om ongeveer 95 procent van het aanwezige lithium terug te winnen.
“Dit werk toont aan dat lithium efficiënt kan worden gescheiden uit complexe zoutmengsels met eenvoudige organische oplosmiddelen, zonder afhankelijk te zijn van zoetwater of chemisch intensieve processen”, aldus onderzoeker Zhikao Li.
Dat is een opvallende ontwikkeling. De groeiende vraag naar batterijen zorgt wereldwijd voor een zoektocht naar duurzamere grondstoffenwinning. Een techniek die het waterverbruik drastisch verlaagt, zou daarom veel aandacht kunnen krijgen van zowel producenten als overheden.
Zonlicht doet een deel van het werk
Om het proces verder te verduurzamen maakten de onderzoekers gebruik van zogenoemde interfaciale zonne-verdamping. Daarbij wordt zonlicht gebruikt om warmte aan het vloeistofoppervlak te concentreren, waardoor oplosmiddelen efficiënt kunnen worden teruggewonnen.
Dat bleek bijzonder succesvol. Meer dan 99 procent van de gebruikte ethanol en aceton kon worden gerecycleerd en opnieuw worden ingezet. Tegelijkertijd verwijdert de methode ook ongewenste verontreinigingen zoals boor en sulfaten, waardoor een zuiverder lithiumproduct ontstaat dat beter geschikt is voor batterijtoepassingen.
Patent reeds aangevraagd
De onderzoeksgroep heeft inmiddels een patent aangevraagd op de technologie. Of de methode ook op industriële schaal dezelfde prestaties kan leveren, moet de komende jaren blijken. Maar als die opschaling slaagt, zou een van de grootste uitdagingen van de moderne batterij-industrie zomaar een stuk minder dorstig kunnen worden.
