Estrarre il litio dall’acqua marina: un nuovo rivoluzionario processo

Il litio è divenuto in questi anni un minerale determinate nella transizione energetica on particolare riferimento alle tecnologie di accumulo. La presenza del litio negli oceani è di circa 5.000 volte in più rispetto al suolo, anche se in concentrazioni estremamente basse, di circa 0,2 parti per milione, elemento che ha reso sino ad oggi la sua cattura molto ardua e difficile.

Un nuovo processo quello messo a punto dai ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Arabia Saudita, per estrarre il litio in modo economico ed efficace, di cui è stato recentemente pubblicato uno studio sulla rivista Energy & Environmental Science dal titolo “Continuous Electrical Pumping Membrane Process for Seawater Lithium Mining“ .

Nella sostanza l’acqua marina viene fatta scorrere in una cella elettrochimica contenente una membrana ceramica realizzata con ossido di litio, lantanio e titanio (LLTO), suddivisa in tre scomparti e provvista di fori sufficientemente larghi da consentire il passaggio degli ioni di litio, bloccando gli ioni metallici più grandi.

La soluzione marina viene fatta scorre in una camera di alimentazione centrale, dove gli ioni di litio positivi attraversano la membrana ceramica in un compartimento laterale che contiene una soluzione tampone e un catodo di rame rivestito di platino e rutenio. Parallelamente, gli ioni negativi escono dalla camera di alimentazione attraverso una membrana a scambio anionico standard, passando in un terzo comparto contenente una soluzione di cloruro di sodio e un anodo di platino-rutenio.

Ad una tensione di 3,25V, la cella genera gas idrogeno al catodo e gas cloro all’anodo che orienta il trasporto del litio attraverso la membrana LLTO, dove si accumula nella camera laterale. Tale acqua arricchita di litio diviene così la materia prima per altri quattro cicli di lavorazione, raggiungendo alla fine del processo una concentrazione di oltre 9.000 ppm. La regolazione del pH di questa soluzione fornisce fosfato di litio solido che contiene semplici tracce di altri ioni metallici, abbastanza puri da soddisfare i requisiti dei produttori di batterie.

La stima dei ricercatori è quella che la cella avrebbe bisogno di soli 5 dollari di
elettricità per estrarre 1 chilogrammo di litio dall’acqua di mare, con il valore di idrogeno e del cloro prodotti dalla cella capaci di compensare ampiamente il costo, con l’acqua di mare residua che potrebbe essere utilizzata negli impianti di desalinizzazione per fornire acqua dolce.

Indubbiamente uno studio davvero promettente, sopratutto considerando gli ulteriori miglioramenti in termini di efficienza, come evidenziato dal leader del team di ricerca Zhiping Lai.

Link articolo Energy & Environmental Science

La Redazione di Ecquologia

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