Estrazione di litio dalla geotermia: un nuovo processo

Recupero di litio dalla salamoia geotermica. Un’indagine sul desorbimento degli ioni di litio utilizzando adsorbenti di ossido di manganese

Con l’Europa candidata ad essere uno dei più voraci consumatori di litio, e quindi anche uno dei principali importatori, è importante la valorizzazione di grandi giacimenti europei del prezioso metallo. Per esempio le acque termali di profondità di alcune migliaia di metri utilizzate in ambito geotermico. 

Si tratta di fluidi che contengono alte concentrazioni di ioni di litio, recuperabili con la geotermia. Una solida realtà delle rinnovabili capace di fornire calore ed energia.  

Il nuovo processo, messo a punto dal Karlsruhe Institute of Technology (KIT), si basa sul fatto che i sistemi geotermici, che pompano acqua calda dalle profondità, non sono utilizzabili soltanto per le funzioni convenzionali, ma anche per l’estrazione di litio potenzialmente sostenibile.

Energy Storage Materials: Lithium from Hot Deep Water

Il team di ricerca ha testato il processo estrattivo, pubblicando i risultati sulla rivista Energy Advances. Il nuovo processo è basato su un setaccio agli ioni di litio basato su un ossido di litio-manganese con struttura ottaedrica. Utilizzando il setaccio per adsorbire il litio dalle salamoie geotermiche è stato dimostrato che l’utilizzo di giacimenti locali può dare il suo contributo a soddisfare la crescente domanda del minerale per l’accumulo di energia.

Lithium recovery from geothermal brine – an investigation into the desorption of lithium ions using manganese oxide adsorbents

Come ha spiegato il professor Helmut Ehrenberg, capo dell’Institute for Applied Materials-Energy Storage Systems division del KIT. “A seconda della loro origine geologica, le salamoie geotermiche contengono tra 0,1 e 500 milligrammi di litio per litro”.

Nel nord della Germania, sono state individuate concentrazioni di litio fino a 240 milligrammi per litro. Mentre nella valle del Reno superiore i ricercatori ne hanno trovato un massimo di 200 milligrammi per litro. 

Ora l’elemento sfidante è raggiungere la produzione industriale. Dal momento che attualmente l’assorbimento da acque termali è effettuato con setacci che sono nient’altro che solidi porosi. Richiedendo per questo adsorbenti adatti che non solo siano selettivi, ma che possano anche essere prodotti, utilizzati e smaltiti in maniera ecologicamente corretta. Inoltre, sono ancora necessarie adeguate soluzioni che possano liberare poi gli ioni di litio dall’adsorbente. Il processo è quello del desorbimento. I ricercatori hanno testato più soluzioni, valutando poi l’acido acetico come migliore in termini di estrazione del litio e conservazione dell’adsorbente (cioè il setaccio). 

Tuttavia, con tutte le soluzioni di desorbimento testate, il setaccio agli ioni di litio è stato arricchito con ioni concorrenti, per l’alto contenuto di minerali della salamoia di provenienza. Purtroppo l’arricchimento con ioni concorrenti può determinare la diminuzione della capacità di adsorbimento. Ed è proprio il superamento di questo limite sarà oggetto delle future evoluzioni della ricerca.

foto di copertina: Monika Bäuerle, IAM-ESS/KIT – leggi anche Progetto Pangea: geotermia a ciclo chiuso e media-entalpia

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