Новый процесс позволяет добывать литий в Германии

Первоначально опубликовано в Технологическом институте Карлсруэ

Будь то хранение энергии в сети, электромобиль или носимая электроника — литий-ионные батареи стали неотъемлемой частью нашей жизни. Миллионы тонн лития добываются в местах, далеких от Германии, для его производства каждый год. Однако изобретение, сделанное учеными из Технологического института Карлсруэ (KIT), теперь может также обеспечить экономическую добычу полезных ископаемых в этой стране. План состоит в том, чтобы извлекать литий с помощью минимально инвазивного процесса из глубоких вод на геотермальных электростанциях в Верхней Рейнской впадине.

Глубоко под Верхней Рейнской впадиной в горных породах спрятано минеральное сокровище:растворенные в резервуарах с соленой термальной водой значительные количества лития ждут своей очереди. «Насколько нам известно, их может быть до 200 миллиграммов на литр, — говорит геолог д-р Йенс Гриммер из Института прикладных наук о Земле (AGW) КИТ. — Если мы последовательно используем этот потенциал, мы могли бы покрыть значительную часть спроса в Германии». В настоящее время Германия является нетто-импортером желанного ресурса, который в основном необходим для производства аккумуляторных элементов для электромобилей и, таким образом, имеет большое значение для программы федерального правительства по защите климата. Импорт поступает из типичных горнодобывающих стран Чили, Аргентины и Австралии, на долю которых приходится более 80 % мирового производства.

До настоящего времени эксплуатации внутренних запасов препятствовало отсутствие подходящего процесса использования этого ресурса рентабельным, экологически безопасным и устойчивым образом. Вместе со своим коллегой-исследователем доктором Флоренсией Саравиа из исследовательского подразделения Немецкой научно-технической ассоциации газа и воды (DVGW) в Институте Энглера-Бунте (EBI) KIT Гриммер разработал такой процесс, и теперь KIT подала заявку на патент. приложение для него. «На первом этапе ионы лития отфильтровываются из термальной воды, а на втором этапе они дополнительно концентрируются до тех пор, пока литий не будет осажден в виде соли», — говорит Гриммер.

Минимальный экологический ущерб при отечественной добыче лития

По сравнению с традиционными методами производства лития из соленых озер Южной Америки и твердых горных пород Австралии процесс Гриммера-Саравиа имеет ряд ключевых преимуществ:использоваться. В отличие от классической разработки, вскрышных работ почти не производится, а землепользование минимально. Поскольку термальная вода после использования возвращается под землю, не выделяются вредные вещества и не ухудшается производство геотермальной электроэнергии и тепла. Литий можно непрерывно извлекать в течение нескольких часов в круговороте термальной воды геотермальной электростанции, тогда как в соленых озерах Южной Америки процесс обогащения занимает несколько месяцев и сильно зависит от погоды. Сильные дожди могут замедлить производство там на недели или даже месяцы. Кроме того, этот процесс дает возможность извлекать из термальной воды другие редкие и ценные элементы, такие как рубидий или цезий. Например, они требуются в лазерной и вакуумной технике.

Поскольку в этом процессе может использоваться техническая и энергетическая инфраструктура геотермальной электростанции, его баланс CO2 также очень положительно выделяется по сравнению с традиционными процессами. «Мы экспортируем многие экологические проблемы в третьи страны, чтобы поддерживать и улучшать наш уровень жизни. С помощью этого процесса мы можем взять на себя ответственность и извлекать важное сырье для современных технологий экологически безопасным способом прямо у нас на пороге», — говорит Флоренсия Саравиа. «Мы также можем создавать региональные цепочки создания стоимости, создавать рабочие места и одновременно уменьшать геополитическую зависимость».

Сотни тонн лития в год с одного завода

Вместе с отраслевыми партнерами оба ученых сейчас разрабатывают испытательную установку для извлечения лития. В этом первом прототипе установки, которая будет построена на геотермальной электростанции в Верхней Рейнской впадине, на первом этапе будет извлечено несколько килограммов карбоната лития или гидроксида лития. Если испытания пройдут успешно, планируется строительство крупного завода. Тогда на каждой геотермальной электростанции можно будет производить несколько сотен тонн гидроксида лития в год. По текущим данным потенциал Верхне-Рейнской впадины с немецкой и французской сторон составляет несколько тысяч тонн извлекаемого лития в год.

Подробнее об Энергетическом центре КИТ: http://www.energie.kit.edu

Являясь «Исследовательским университетом ассоциации Гельмгольца», КИТ создает и распространяет знания для общества и окружающей среды. Цель состоит в том, чтобы внести значительный вклад в решение глобальных проблем в области энергетики, мобильности и информации. Для этого около 9300 сотрудников сотрудничают в широком спектре дисциплин в области естественных наук, технических наук, экономики, гуманитарных и социальных наук. KIT готовит своих 24 400 студентов к ответственным задачам в обществе, промышленности и науке, предлагая учебные программы, основанные на исследованиях. Инновационные усилия КИТ наводят мост между важными научными открытиями и их применением на благо общества, экономического процветания и сохранения нашей естественной основы жизни. KIT — один из передовых университетов Германии.

Изображение. Больше лития для аккумуляторов электромобилей будущего может быть получено из геотермального рассола (Изображение предоставлено Национальной лабораторией Ок-Риджа).

Из статьи по теме:Опасения по поводу поставок лития нависают над электромобилями Happy Talk — или нет, в зависимости от обстоятельств