Produkujemy mnóstwo baterii litowo-jonowych. Naprawdę mnóstwo. Tak dużo, że ekonomia ich łańcucha dostaw jest tak wydajna, że nawet jeśli ktoś jutro wynajdzie lepszą baterię, wciąż miałaby trudności z konkurowaniem ceną. Ale co, jeśli zabraknie litu? To jedyna rzecz, która mogłaby namieszać. Lit jest wszędzie, ale lit, który możesz sobie pozwolić wydobyć, znajduje się głównie w południowoamerykańskich solankach. Wydobycie go ze skał jest drogie i energochłonne – do teraz.

W artykule opublikowanym w dzisiejszym numerze „Science” zespół z MIT i kilku firm z rejonu Bostonu opracował nową metodę wydobycia litu ze skał, która zużywa znacznie mniej energii, regeneruje swoje początkowe chemikalia, a nawet produkuje zbywalne produkty uboczne. Bo po co zdobywać tylko lit, skoro można też dostać tlenek glinu i dwutlenek krzemu? To jak chemiczny szwedzki stół.

Obecna metoda wydobycia litu ze spodumenu – krzemianu litowo-glinowego i najobficiej występującej rudy litu – polega na prażeniu skały w temperaturze około 1000°C, a następnie zalaniu jej kwasem siarkowym. Pozostawia to dużo odpadów i zużywa mnóstwo energii. Nowy proces wykorzystuje fluorek amonu (NH4F) rozpuszczony w wodzie, podgrzany do przytulnych 70°C. Tworzy to jony, które przekazują fluor litowi, tworząc fluorek litu, podczas gdy krzem i glin tworzą oddzielne związki, które można przetworzyć na użyteczne materiały.

Ścieżka glinowa polega na podgrzaniu do 300°C, a następnie 700°C, aby wyprodukować tlenek glinu (używany do produkcji aluminium) i uwolnić fluorowodór oraz amoniak, które są następnie łączone, aby odtworzyć pierwotny fluorek amonu. To sprytny trik chemicznego recyklingu, choć należy zauważyć, że fluorowodór jest niezwykle niebezpieczny. Ścieżka krzemowa jest prostsza: dodaj więcej amoniaku, aby otrzymać dwutlenek krzemu, który może wzmacniać beton. Fluorek litu może być użyty bezpośrednio do produkcji elektrolitu baterii lub przekształcony w tlenek litu do innych zastosowań.

Naukowcy przeliczyli: stara metoda prażenia kosztuje nieco poniżej 9000 dolarów za tonę litu. Ich nowy proces? Około 5000 dolarów za tonę – porównywalnie do taniego wydobycia z solanek. A jeśli sprzedasz produkty uboczne z aluminium i krzemu, koszt spada o ponad 1000 dolarów. Oczywiście ceny w realnym świecie wahają się, a zmiana procesów wymaga nowego sprzętu. Ale hej, w świecie, który nie może przestać produkować baterii, dobrze mieć opcje. Poza tym zawsze fajnie patrzeć, jak chemicy przemyślają na nowo stuletnie procesy przemysłowe.