Zeewater zit vol met lithium, en dankzij deze doorbraak is het mogelijk om die onbenutte wereldvoorraad aan te boren zonder mijnbouw of milieuschade.
Lithium is onmisbaar voor de batterijen van onze smartphones, laptops en elektrische auto’s. Deze kritieke grondstof komt vooral uit mijnen en zoutmeren in enkele landen. Dit veroorzaakt hoge kosten, milieuproblemen en geopolitieke kwetsbaarheid.
De oceaan zelf zou wel eens de grootste lithiumbron kunnen zijn — en volgens de studie, gepubliceerd in Advanced Materials hebben onderzoekers nu een baanbrekende methode ontwikkeld om lithium rechtstreeks uit zeewater te halen.
Lithium zonder mijnbouw
Lithiumwinning is traditioneel een traag en kostbaar proces. Grote lithiumreserves liggen vaak afgelegen. Winning uit gesteente of zoutmeren veroorzaakt milieuproblemen zoals watertekorten en vervuiling. Bovendien maken de beperkte locaties van lithiumvoorraden de wereldwijde toeleveringsketen kwetsbaar voor politieke spanningen en handelsrestricties.
Maar de oceaan bevat naar schatting ongeveer 230 miljard ton lithium — bijna 1000 keer meer dan de bekende wereldreserves. Tot nu toe was het winnen van lithium uit zeewater echter inefficiënt en economisch niet haalbaar. Daar kan nu verandering in komen.
Filteren met ongekende efficiëntie
Onderzoekers van het Amerikaanse Argonne National Laboratory en de Universiteit van Chicago ontwikkelden een geavanceerd membraan dat lithiumionen uit zout water kan filteren met ongekende efficiëntie. Dit membraan is gemaakt van vermiculiet, een goedkope en overvloedige kleisoort, die ze met een nanotechnologische techniek in ultradunne lagen hebben ‘geschaafd’.
Volgens de studie versterken kleine pilaarachtige structuren van aluminiumoxide het membraan, waardoor het in zout water stabiel blijft en lithiumionen selectief kan filteren op basis van grootte en elektrische lading.
Door het membraan met natriumionen te laden, wordt het positief geladen, dit helpt om magnesiumionen (die een hogere positieve lading hebben dan lithium) af te stoten en lithium door te laten. Hierdoor kan het membraan lithium van vergelijkbare ionen scheiden — iets wat eerder een grote uitdaging was.
Breder dan lithium
De onderzoekers zien ook kansen om andere kritieke mineralen zoals nikkel, kobalt en zeldzame aardmetalen met vergelijkbare technieken terug te winnen uit waterbronnen. Daarnaast kan de membraantechnologie helpen bij het schoonmaken van drinkwater door het verwijderen van schadelijke stoffen.
Belangrijke stap
Grootschalige toepassing laat nog op zich wachten, maar deze ontwikkeling is een belangrijke stap naar duurzamere en veiligere lithiumwinning. Met miljarden tonnen lithium in onze oceanen, kan deze innovatie de energietransitie versnellen en het wereldwijde lithiumtekort helpen oplossen — zonder de nadelen van mijnbouw.
