Lityum üretiminde yüzde 50 daha ucuz ve çevre dostu yöntem

Elektrikli araçlar ve lityum bataryalarla çalışan diğer teknolojilerin genellikle çevre dostu olduğu sıkça dile getirilse de, lityum üretiminin gezegenimiz üzerinde büyük bir yük oluşturduğu gerçeği göz ardı edilemez. Ancak şimdi ise Stanford Üniversitesi‘nden bilim insanları, lityum üretiminde devrim yaratacak bir yöntem geliştirdiklerini duyurdu. Ortaya konan yeni yöntem, lityumu tuzlu su çözeltilerinden çok daha verimli, maliyet açısından yüzde 50 daha ucuz ve çevreye çok daha az zarar vererek çıkarıyor.

Lityumu çıkarmak büyük zararlar veriyor

Elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerji depolama sistemleri, lityum talebini hızla artırıyor. Lilac Solutions adlı lityum çıkarma şirketine göre, otomotiv endüstrisinin tek başına lityum arzını 20 kat artırması bekleniyor. Ancak mevcut lityum çıkarma yöntemleri büyük miktarda kaynak, enerji, arazi ve su gerektiriyor. Günümüzde, bir ton lityum elde etmek için yaklaşık 500.000 litre su kullanılıyor ve bu süreç genellikle dünyanın belirli bölgelerinde, özellikle Şili ve Bolivya gibi lityum açısından zengin yerlerde yoğunlaşıyor. Bu durum, sınırlı kaynaklar ve çevresel etkiler nedeniyle ciddi riskler doğuruyor.

Günümüzde lityum üretimi genellikle sert kaya madenciliği ve tuz düzlüklerinde gerçekleşiyor. Örneğin, Şili’deki Salar de Atacama tuz düzlüklerinde, lityumun çıkarılması yaklaşık 18 ay sürüyor. Bu süreç, mineral açısından zengin tuzlu suyun devasa buharlaşma havuzlarına pompalanmasını ve güneş ışığıyla buharlaştırılarak lityumun yoğunlaştırılmasını içeriyor. Geleneksel yöntemler genellikle yüzde 40 civarında bir lityum geri kazanım oranı sağlıyor.

Yeni yöntem daha iyi bir yol sunuyor

Stanford Üniversitesi’nden malzeme bilimi ve mühendislik profesörü Yi Cui liderliğindeki bir araştırma ekibi, “redoks-çift elektrodiyalizi” (RCE) adı verilen bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem, lityumu düşük konsantrasyonlu sudan katı hal elektrolit membranından geçirerek yüksek konsantrasyonlu bir çözeltiye taşımak için elektrik kullanıyor. Bu süreç, lityum konsantrasyonunu metali izole etmenin kolay hale geldiği bir noktaya kadar artıran bir dizi hücre aracılığıyla gerçekleştiriliyor.

RCE yönteminin birçok avantajı bulunuyor. RCE, mevcut çıkarma yöntemlerinin yalnızca onda biri kadar elektrik kullanırken yüzde 100’e yakın lityum seçiciliği ile son derece de verimli. Ayrıca geleneksel yöntemlerle bir ton lityum çıkarmanın maliyeti yaklaşık 9.100 dolar iken, RCE bu maliyeti 3.500 – 4.400 dolar aralığına düşürüyor. Ek olarak yeni yöntem büyük buharlaşma havuzlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak lityum çıkarımının çevresel etkilerini büyük ölçüde azaltabilir.

Stanford ekibinin geliştirdiği RCE yöntemi, son yıllarda üzerinde çalışılan diğer doğrudan lityum çıkarma (DLE) yöntemleri arasında verimlilik açısından en umut verici olanı gibi görünüyor. Lilac Solutions, EnergyX, Standard Lithium, Sunresin ve Çinli CATL’nin de aralarında bulunduğu birçok şirket son zamanlarda DLE yöntemleri üzerinde çalışıyor veya halihazırda kullanıyor.

Bu yeni teknolojinin, lityum talebinin hızla arttığı bir dönemde bu talebi karşılayacak şekilde ölçeklenip ölçeklenemeyeceği, hızlı ve güvenli çıkarım için optimize edilip edilemeyeceği ve lityum tuzlarını içeren deniz suyuna uygulanıp uygulanamayacağı merak konusu. Ancak, bu yeni yöntem, lityum çıkarımında devrim yaratma potansiyeline sahip.