Elektrikli araçların ve lityum pillerle çalışan hemen hemen her şeyin aslında pek de ‘yeşil’ olmadığını, çünkü lityum üretmenin gezegene büyük zarar verdiğini biliyor muydunuz? Stanford atılımı yüzde 50 daha ucuz ve daha temiz lityum çıkarmayı vaat ediyor.
Stanford Üniversitesi’ndeki bilim insanları, tuzlu su çözeltilerinden lityum çıkarmanın, mevcut yöntemlerden çok daha verimli, yarı yarıya daha ucuz ve çok daha çevre dostu bir yolunu bulduklarını söylüyorlar. Bu, birçok nedenden ötürü iyi bir haber. Elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji depolama sistemleri sayesinde gelecekte çok daha fazla lityuma ihtiyacımız olacak – daha azına değil. Lityum çıkarma firması Lilac Solutions, yalnızca otomotiv endüstrisinin lityum arzında 20 kat artış gerektireceğini tahmin ediyor.
Yeni nesil lityum çıkarma işlemi
Sonra, geleneksel lityum çıkarma işlemi enerji, arazi ve su dahil olmak üzere çok sayıda kaynak gerektirir. Şu anki durumda, bir ton lityum çıkarmak için yaklaşık 500.000 litre su gerekiyor. Başlamak için ayrıca dünyanın kabuğunun derinliklerine inmeniz gerekir ve bu artık değerli kaynak, Şili ve Bolivya gibi dünyanın birkaç yerinde yoğunlaşmıştır. Bu, felakete giden bir reçetedir.
Günümüzde pil üretmek için kullanılan lityumun büyük çoğunluğu, Şili’deki Salar de Atacama tuz yatakları gibi tuz yatakları olan yerlerde sert kayaların çıkarılmasıyla elde ediliyor. Bu kaynaklardan lityum çıkarmak için yaklaşık 18 aylık bir ön hazırlık süresine bakıyorsunuz.
Bunun nedeni, her biri 10 mil kare (26 km kare) büyüklüğündeki buharlaştırma havuzlarına önce mineral açısından zengin tuzlu su çıkarmanız ve pompalamanız gerektiğidir. Güneş radyasyonu, kimyasal konsantrasyonu arttıkça sürekli olarak bir havuzdan diğerine pompalanan bu tuzlu suyu buharlaştırır. Daha sonra toplanır ve lityuma rafine edilmek üzere gönderilir. Geleneksel süreçler genellikle yüzde 40’lık bir lityum geri kazanım oranına sahip.
Stanford Mühendislik Okulu’nda malzeme bilimi ve mühendislik profesörü Yi Cui liderliğindeki bir araştırma ekibi, “redoks-çift elektrodiyaliz” veya kısaca RCE olarak bilinen bir yaklaşım geliştirdi. Düşük metal konsantrasyonuna sahip sudan, katı hal elektrolit membranından geçirilerek lityumun daha yüksek konsantrasyonlu bir çözeltiye taşınması için elektrik kullanılarak çalışır. Bu, her biri lityum konsantrasyonunu metali izole etmeyi kolaylaştıracak bir noktaya kadar artıran bir dizi hücre aracılığıyla gerçekleştiriliyor.
Bu yaklaşımın çok sayıda avantajı var:
- RCE, mevcut çıkarma yöntemlerinin yalnızca onda birini kullanan bir elektrik kullanıyor
- Neredeyse yüzde 100 lityum seçiciliğine sahip, yani son derece verimli.
- Tuzlu sudan bir ton lityum çıkarmanın maliyeti genellikle 9.100 dolar iken, RCE bunu yaklaşık 3.500 – 4.400 dolara gerçekleştirebiliyor.
