Ny metod halverar kostnaden för att utvinna litium ur berg

• Forskare vid MIT har tagit fram en process som löser upp litiummineral vid rumstemperatur i stället för över 1 000 grader.
• Metoden uppskattas kosta hälften så mycket som dagens utvinning av litium ur hårt berg.
• Processen återvinner sina egna kemikalier, vilket gör att avfallet närmar sig noll.

Litium ur sten, inte saltvatten

Efterfrågan på litium har ökat snabbt i takt med att litiumjonbatterier driver allt mer i vår vardag. Stora fyndigheter finns i USA, Europa och Australien, men Kina dominerar den globala raffineringen. Den största svårigheten har varit att få ut litium ur hårt berg i en användbar form.

I dag utvinns litium ur hårt berg genom att man hettar upp berget till över 1 000 grader och löser ut litiumet med kemikalier. Resten av berget slängs. Processen kräver mycket energi och ger mycket avfall, och är ofta dyrare än att utvinna litium ur saltvatten.

En vätska som löser upp berget

Forskarna vid MIT och flera andra institutioner har utvecklat en metod som löser upp spodumen, det vanligaste litiumbärande mineralet, vid rumstemperatur. De använder en blandning av vatten och ammoniumfluorid som löser upp kiseldioxiden i berget först. Det är det svåra steget i utvinningen, och genom att vända på ordningen kan de få ut de andra delarna.

Spodumen består främst av litium, aluminium och kiseldioxid. Forskarna lyckades skilja ut alla tre delarna i användbar form. Ur litiumet tog de fram litiumfluorid, litiumhydroxid och litiumkarbonat, salter som används för att tillverka batterier. Aluminiumet skildes ut med en separationsteknik vid hög temperatur, och kiseldioxiden genom utfällning.

Alla delar av berget används

I stället för att slänga resten av berget tas varje del om hand. Aluminiumet håller smältverkskvalitet och kiseldioxiden går att använda som tillsats i cement. Forskarna testade kiseldioxiden genom att gjuta cementkuber och mäta deras hållfasthet med industriella metoder. Litiumkarbonatet uppfyllde renhetskraven för batterikvalitet.

Kemikalierna som startar reaktionen, ammoniumfluorid och vatten, kan återvinnas och användas på nytt. När processen tillverkar ammoniumfluorid frigörs ammoniakgas, som sedan fäller ut kiseldioxiden igen och ger tillbaka utgångsämnet. Det gör processen cirkulär, och avfallet närmar sig noll.

Testad på berg från hela världen

Forskarna körde metoden på 17 olika källor av spodumen, vilket visar att den fungerar på berg från olika delar av världen. Idén till metoden kom från en glasetsningskräm som löser upp ytan på glas. Den aktiva ingrediensen visade sig vara ammoniumfluorid.

Den slutna processen uppskattas kosta hälften så mycket som traditionell utvinning ur hårt berg, och kan därmed konkurrera med utvinning ur saltvatten. Forskarna räknar med att den globala litiumproduktionen behöver fyrdubblas till år 2040. En studie som beskriver processen har publicerats i Science. Forskarna har redan börjat kommersialisera tekniken genom MIT-avknoppningen Rock Zero.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.