Eine neue Technik zur Gewinnung von Lithium könnte die langsamen, wasserintensiven Verdunstungsteiche umgehen, die die Batterieproduktion seit langem zu einem Umweltproblem machen. Forscher der Columbia Engineering in den USA haben eine Methode entwickelt, die das Metall direkt aus salzigen unterirdischen Solen mit einem Lösungsmittel gewinnt, das sein Verhalten mit der Temperatur ändert. Der Prozess funktioniert sogar bei minderwertigen Lithiumquellen, die aktuelle Technologien nicht effizient nutzen können.
Ein Lösungsmittel, das mit Hitze ein- und ausschaltet
Die Methode heißt schaltbare selektive Lösungsmittelextraktion, kurz S3E. Bei Raumtemperatur absorbiert das Lösungsmittel Lithium und Wasser aus der Sole. Beim Erhitzen gibt es gereinigtes Lithium und Wasser ab und regeneriert sich dabei für die Wiederverwendung. Bei Tests extrahierte das System Lithium bis zu 10-mal schneller als Natrium und 12-mal schneller als Kalium. Es entfernte auch Magnesium, einen häufigen Verunreiniger, durch einen chemischen Fällungsschritt. Das System ist nicht auf spezielle Bindungschemikalien oder umfangreiche Nachbearbeitung angewiesen, was es von vielen bestehenden Direktlithiumextraktionsansätzen unterscheidet.
Warum die aktuelle Lithiumproduktion nicht ausreicht
Etwa 40 Prozent der weltweiten Lithiumversorgung stammen aus salzigen unterirdischen Solen unter Wüstenregionen. Die meisten Produzenten nutzen solare Verdunstung, indem sie Sole in riesige Außenteiche pumpen und sie monatelang oder sogar jahrelang der Sonne aussetzen, bis genug Wasser verdunstet ist. Diese Methode erfordert trockenes Klima, flaches Gelände und riesige Landflächen, was sie nur an ausgewählten Orten wie der Atacama-Wüste in Chile und Teilen Nevadas praktikabel macht. Sie verbraucht zudem erhebliche Mengen Wasser in bereits wasserarmen Regionen. Das Columbia-Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Joule und stellte fest, dass solare Verdunstung allein die zukünftige Nachfrage nicht decken kann.
Die Bedeutung dieser Arbeit liegt in ihrem Potenzial, Lithiumreserven zu erschließen, die mit aktuellen Methoden nicht erreichbar sind. Indem die Extraktion schneller und weniger abhängig von spezifischer Geografie und Klima wird, könnte die Technik helfen, die Versorgung zu diversifizieren und den ökologischen Fußabdruck der Batterieproduktion zu verringern. Die Forscher spekulierten nicht über kommerzielle Zeitpläne oder Kosten, aber die Methode bietet eine klare Alternative zu einem Prozess, der lange eines der schmutzigsten Geheimnisse der sauberen Energie war.
