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Búsqueda para extraer agua de mar para avances de litio
Investigadores de la Agencia de Energía Atómica de Japón han ideado un nuevo método de procesamiento de agua de mar para extraer litio, un elemento que juega un papel clave en las baterías avanzadas para vehículos eléctricos y que, si las predicciones actuales para el mercado de vehículos eléctricos resultan precisas, podría estar en escasez antes del final de la década.
Escribiendo en el nuevo número de la revista. Desalinización , Tsuyoshi Hoshino, científico del Instituto de Fusión Rokkasho de la JAEA, propuso un método para recuperar litio del agua de mar mediante diálisis. Aún a años de su comercialización, el sistema se basa en una celda de diálisis con una membrana compuesta por un material superconductor. El litio es el único ion en el agua de mar que puede atravesar la membrana, desde el lado del electrodo negativo de la celda hasta el lado del electrodo positivo.
El método muestra una buena eficiencia energética y es fácilmente escalable, escribe Hoshino.
El trabajo de Hoshino se une a una larga tradición que incluye tanto formas novedosas de recuperar litio como el sueño más amplio de extraer minerales valiosos del mar. La gente ha extraído sal del mar durante eones. La historia de la minería del fondo marino se remonta a 1872, cuando el HMS Desafiador , un buque oceanográfico británico, descubrió manganeso en el fondo del océano. A mediados del siglo XX, la gente había comenzado a tratar de extraer la gran riqueza mineral disuelta en el agua de mar, una tarea difícil dadas las bajas concentraciones de los minerales que se recuperaban. Hoy en día, una industria próspera extrae magnesio del agua de mar, pero la producción económica de litio del mar ha resultado difícil de alcanzar. El elemento se encuentra en concentraciones extremadamente bajas en el océano y ya tiene una cadena de suministro establecida, principalmente de lagos salados en América del Sur.
Si el método de Hoshino resulta eficiente y económico, podría transformar un mercado que ha visto mucha inversión y supuesta innovación en los últimos años, pero que se ha mantenido obstinadamente resistente a las nuevas tecnologías y nuevas fuentes de suministro. La mayor parte del litio todavía se recupera hoy en día de la forma en que se ha hecho durante medio siglo: evaporando la salmuera recolectada de los lagos salados en valles cerrados en partes de Chile, Argentina y Bolivia.
Las predicciones de crisis de suministro de litio han aparecido con mayor frecuencia en los últimos años. Muchos analistas, aunque no todos, creen que la creciente demanda de los fabricantes de baterías para vehículos eléctricos, en particular Tesla, cuya próxima Gigafactory se espera que casi duplique la demanda mundial de litio, es asegúrese de colar los suministros de fuentes tradicionales.
Creo que veremos escasez, dice Simon Moores, jefe de la consultora de minerales y minería Benchmark Intelligence. Se necesita nuevo suministro ahora, y lo será en el futuro, incluso si ocurre una fracción de las expansiones planificadas en la producción de baterías.
El seguimiento de Benchmark de los precios del litio muestra un aumento constante en los últimos años, y Moores no prevé que los precios caigan pronto. Eso está impulsando la I+D al nivel más básico, como con el trabajo de Hoshino, y está impulsando nuevas inversiones en lagos salados que podrían producir litio, particularmente en Nevada, donde Tesla está construyendo la Gigafactory. (Consulte La fábrica masiva de Nevada de Tesla necesitará resultados masivos para dar sus frutos).
Dajin Resources, con sede en Vancouver, lanzó recientemente resultados del ensayo de litio de su propiedad Alkali Lake en el condado de Esmeralda, Nevada, que muestra concentraciones prometedoras de litio. La compañía también posee acres en la región de Teels Marsh, en el condado de Mineral. Dajin planea recuperar el litio usando métodos convencionales, dice el presidente Brian Findlay.
Hay varias tecnologías diferentes e interesantes, pero todas comienzan con salmuera de alta concentración, dice Findlay. Y la tecnología comprobada más simple es la evaporación. De hecho, es difícil competir con un proceso natural.
Eso no impide que los emprendedores e investigadores lo intenten. Uno de los métodos más interesantes es la ósmosis inversa, una técnica que podría, en teoría, extraer litio mucho más rápido que los 18 a 24 meses necesarios para la evaporación de salmuera. (Uno de los problemas estructurales de la industria actual de producción de litio es que, debido al largo tiempo de retraso necesario para la evaporación, es difícil aumentar rápidamente la producción en respuesta a la nueva demanda). Materiales de símbolos , con sede en Pleasanton, California, quiere usar ósmosis inversa para eliminar el litio de las aguas residuales provenientes de la planta geotérmica de Featherstone cerca del Mar de Salton en California. Sería una solución elegante, que combinaría la generación de energía limpia con la recuperación de litio para baterías de vehículos eléctricos. Pero, según los informes, Simbol está buscando un comprador, y en febrero despidió a la mayoría de sus trabajadores . (Los representantes de Simbol no respondieron a las solicitudes de comentarios para este artículo). Hasta ahora, al menos, la ósmosis inversa parece otra tecnología prometedora que no ha logrado encontrar tracción.
Eso nos lleva de vuelta al depósito de litio más grande del mundo: el mar. En los últimos años nuevos procesos y materiales, incluyendo grafeno , se han mostrado prometedores al hacer realidad la minería del mar. Investigadores de la Universidad de Carolina del Norte, por ejemplo, diseñaron un marco orgánico de metal para recolectar iones que contienen uranio del agua de mar. Hoshino cree que su celda de diálisis de agua de mar para recuperar litio podría comercializarse dentro de cinco años.
Está claro que a medida que se expande el sector de las baterías avanzadas, estos esfuerzos continuarán. Por ahora, sin embargo, sigue siendo difícil competir con los procesos naturales.