پاس گل معدن به خودروسازان
چگونه فناوری جدید استخراج لیتیوم می‌تواند به ما در رسیدن به اهداف خودروهای الکتریکی کمک کند؟ کره‌زمین حاوی مقادیر زیادی لیتیوم است که یک عنصر جدایی ناپذیر در باتری خودروهای الکتریکی است، اگرچه لیتیوم معمولا از سنگ سخت استخراج می‌شود، اما اکثر ذخایر لیتیوم جهان؛ در واقع در شوراب، آب بسیار شور زیر سطح زمین یافت می‌شود.
چگونه فناوری جدید استخراج لیتیوم می‌تواند به ما در رسیدن به اهداف خودروهای الکتریکی کمک کند؟ کره‌زمین حاوی مقادیر زیادی لیتیوم است که یک عنصر جدایی ناپذیر در باتری خودروهای الکتریکی است، اگرچه لیتیوم معمولا از سنگ سخت استخراج می‌شود، اما اکثر ذخایر لیتیوم جهان؛ در واقع در شوراب، آب بسیار شور زیر سطح زمین یافت می‌شود. امروزه، استخراج به روش آب نمک شامل تبخیر آب نمک در استخرهای عظیم و رنگارنگ در حدود 18ماه انجام می‌شود که غلظت بالایی از لیتیوم را تولید می‌کند. این یک فرآیند ساده اما ناکارآمد است که بخش‌های وسیعی از زمین را اشغال می‌کند و از نظر زیست‌محیطی مخرب است. ازآنجا‌که خودروسازان در سراسر جهان برای دستیابی به اهداف فوق العاده جاه طلبانه تولید خودروهای الکتریکی تلاش می‌کنند، علاقه فزاینده‌ای برای انجام کارها به گونه ای متفاوت وجود دارد.
دیو اسنایداکر، بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت Lilac Solutions، می‌گوید: صنعت خودرو به افزایش 20 برابری عرضه لیتیوم نیاز دارد و هیچ راهی برای دستیابی به این نوع رشد با فناوری‌های معمولی وجود ندارد. Lilac یکی از معدود شرکت‌هایی است که مجموعه ای از فناوری‌های جدید و تا حد زیادی عملی‌نشده به‌نام استخراج مستقیم لیتیوم یا DLE را آزمایش می‌کند که می‌تواند کارآیی را افزایش داده و اثرات جانبی منفی فرآیند استخراج آب نمک را کاهش دهد. به جای تغلیظ لیتیوم با تبخیر آب نمک در استخرهای بزرگ، DLE آب نمک را مستقیما به داخل یک واحد فرآوری می‌کشد، آن را در یک‌سری فرآیندهای شیمیایی قرار می‌دهد تا لیتیوم را جدا کند، سپس آن را به زیر زمین تزریق می‌کند.
DLE همچنین می‌تواند به راه‌اندازی بازار داخلی استخراج لیتیوم کمک کند. امروزه، بیشتر استخراج آب نمک لیتیوم در سالار د آتاکاما، یک منطقه نمکی گسترده در شمال شیلی که دارای بالاترین کیفیت آب نمک لیتیوم در جهان است، انجام می‌شود، اما فناوری‌های DLE به زمین بسیار کمتری نیاز دارند و می‌توانند به باز‌کردن منابع در مناطقی که آب نمک حاوی لیتیوم کمتر و ناخالصی های بیشتری است کمک کند. شرکت‌های آمریکای‌شمالی Lilac Solutions، EnergyX و Standard Lithium در حال بررسی منابع لیتیوم در مناطقی مانند سازند اسمکاور آرکانزاس، دریای سالتون کالیفرنیا و دریاچه نمک بزرگ یوتا و همچنین در خارج از کشور در آرژانتین، بولیوی و شیلی هستند. دولت شیلی حتی اعلام کرده است که تمام پروژه‌های جدید لیتیوم باید از فناوری DLE استفاده کنند.
انجام متفاوت کارها
در دنیای قبل ورود از خودروهای الکتریکی، روش‌های سنتی استخراج آب نمک و استخراج سنگ سخت برای پاسخگویی به تقاضای جهانی لیتیوم کافی بود. جهان در 50 سال‌گذشته به DLE نیازی نداشت. رابرت مینتاک، مدیرعامل استاندارد لیتیوم گفت: استفاده اولیه لیتیوم صنعتی بود که برای تولید سرامیک، شیشه و روان کننده ها از آن استفاده می‌شد، اما باتوجه به افزایش تقاضا برای خودروهای الکتریکی و باتری های لیتیوم یونی که انرژی آنها را تامین می‌کنند، اکنون کمبود عرضه وجود دارد. طی 10 سال‌گذشته، 90درصد تولید لیتیوم جدید از پروژه‌های سنگ‌سخت حاصل شده‌است، اما پروژه‌های هارد راک با رفتن به منابع درجه پایین‌تر گران تر می‌شوند. اگر تمام پروژه‌های هاردراک را جمع‌آوری کنید، منابع کافی برای رسیدن به اهداف خودروساز وجود ندارد. اسنایداکر گفت: این منابع آب نمک هستند که به اندازه کافی برای برق رسانی به صنعت خودرو بزرگ هستند. DLE در حال‌حاضر تا حدودی در آرژانتین و چین استفاده می‌شود، جایی‌که شرکت‌های Livent و Sunresin در حال پیاده سازی فناوری تجاری هستند که DLE را با عملیات حوضچه تبخیر سنتی ترکیب می‌کند. این شرکت‌ها هر دو به فناوری به‌نام «جذب»، تنها رویکرد تجاری اثبات شده برای DLE متکی هستند. در این فرآیند، مولکول های لیتیوم در آب نمک به یک ماده‌جاذب می چسبند و آنها را از ناخالصی های اطراف پاک می‌کنند، اما کارشناسان می‌گویند که حذف لیتیوم از جاذب ها به مقدار زیادی آب شیرین نیاز دارد، این مشکل بزرگ باتوجه به اینکه بسیاری از بهترین منابع آب نمک جهان در مناطق خشک هستند، به‌وجود آمده است. جدیدترین گزارش پایش Livent نشان می‌دهد که به ازای هر‌تن کربنات لیتیوم یا LCE تولیدشده، از 4/ 71تن آب شیرین استفاده می‌کند، اما تعداد زیادی از شرکت‌های دیگر در حال‌حاضر وارد این صنعت شده‌اند و فناوری‌های جایگزین را آزمایش می‌کنند که به ادعای آنها نه تنها حوضچه های تبخیر را به‌طور کامل حذف می‌کنند، بلکه عملکرد را افزایش می‌دهند و درعین حال نیاز به انرژی و آب شیرین را کاهش می‌دهند.
بازیگران جدید صنعت لیتیوم
Lilac Solutions از فناوری به‌نام تبادل یونی استفاده می‌کند. این شرکت در حال‌حاضر با مشارکت شرکت تولیدکننده لیتیوم استرالیایی Lake Resources، فناوری خود را در آرژانتین آزمایش می‌کند. اسنایداکر توضیح داد: هنگامی که لیتیوم در ماده‌جذب شد، لیتیوم را با استفاده از اسید‌رقیق از مهره بیرون می کشیم و یک کنسانتره کلرید لیتیوم تولید می‌کنیم که به راحتی می‌تواند به مواد شیمیایی قابل استفاده در باتری تبدیل شود. Lilac انتظار دارد اولین ماژول در مقیاس تجاری خود را قبل از پایان سال2024 راه‌اندازی کند. این شرکت توسط BMW و Breakthrough Energy Ventures با بودجه‌بیل گیتس حمایت می‌شود و فورد توافق‌نامه ای برای خرید لیتیوم از این کارخانه در آرژانتین امضا کرده‌است.
EnergyX که در سان خوان، پورتوریکو و آستین تگزاس مستقر است، از ترکیبی از فناوری‌ها استفاده می‌کند که می‌تواند برای منبع خاص آب نمک مناسب باشد. مرحله اول جذب سنتی است و به‌دنبال آن روشی به‌نام «استخراج با حلال» شناخته می‌شود که در آن آب نمک غلیظ با یک مایع آلی مخلوط می‌شود، سپس لیتیوم قبل از اینکه آزاد و غلیظ شود به ماده‌آلی منتقل می‌شود. فیلتراسیون غشایی آخرین مرحله است که تمام ناخالصی های باقی‌مانده را حذف می‌کند؛ بنابراین شما این همه حلقه ها و هم افزایی هایی را می‌بینید که از ترکیب این فناوری‌ها به‌وجود می‌آیند. EnergyX در حال ساخت کارخانه های نمایشی با شرکایی در آرژانتین، آرکانزاس، شیلی، کالیفرنیا و یوتا است و قصد دارد تا دو کارخانه اول را تا پایان سال‌جاری راه‌اندازی کند. اخیرا این شرکت 50میلیون دلار سرمایه از جنرال‌موتورز به منظور افزایش مقیاس فناوری‌های قابل استفاده در این کارخانه دریافت کرده است.