Cientistas encontraram uma maneira rápida e limpa de extrair lítio para baterias EV
A procura por lítio está a crescer à medida que os fabricantes de automóveis aumentam a produção de veículos eléctricos e as empresas de energia constroem sistemas de baterias maiores para apoiar a energia eólica e solar. Mas a produção de lítio é um processo lento e ambientalmente dispendioso. Os métodos de extração atuais funcionam melhor com depósitos de alta qualidade encontrados apenas num número limitado de áreas, ao mesmo tempo que utilizam grandes quantidades de terra e água.
Agora, pesquisadores da Columbia Engineering desenvolveram uma nova técnica de extração de lítio que poderia acelerar a produção, reduzir a poluição e explorar reservas que as tecnologias existentes lutam para acessar.
Suas descobertas, publicadas na revista Zoológicodescrevem um processo chamado extração seletiva com solvente comutável, ou S3E (pronuncia-se S três E). O método usa um solvente sensível à temperatura para extrair o lítio diretamente de salmouras subterrâneas, mesmo quando a concentração de lítio é baixa ou misturada com outros minerais que são difíceis de separar.
O novo método de extração de lítio mostra forte seletividade
De acordo com a equipe de pesquisa, o S3E demonstrou uma seletividade impressionante durante os testes. O sistema extraiu lítio a uma taxa 10 vezes maior que a do sódio e 12 vezes maior que a do potássio. Ele também remove o magnésio, um dos contaminantes mais comuns nas salmouras de lítio, por meio de uma etapa de precipitação química que separa o material indesejado.
Ao contrário de muitos sistemas atuais de extração direta de lítio, o S3E não depende de produtos químicos de ligação especiais ou de grandes quantidades de pós-processamento. Em vez disso, depende da maneira única como os íons de lítio interagem com as moléculas de água dentro de um solvente, que muda o comportamento dependendo da temperatura.
À temperatura ambiente, o solvente absorve lítio e água da salmoura. Uma vez aquecido, o sistema libera lítio puro e água enquanto regenera o solvente para que possa ser reutilizado continuamente.
Por que a atual produção de lítio é um problema
Cerca de 40% do fornecimento mundial de lítio vem de salmouras subterrâneas localizadas sob regiões desérticas. A maioria dos produtores depende da evaporação solar, um processo que bombeia grandes quantidades de sal para lagos exteriores e os expõe ao sol durante meses ou mesmo anos, até que água suficiente tenha evaporado.
Este método depende fortemente de climas secos, terrenos planos e vastas terras, tornando-o prático apenas em locais selecionados, como o deserto do Atacama, no Chile, e partes de Nevada. Isto requer um uso significativo de água em áreas já com escassez de água.
“Não há como a evaporação solar por si só atender à demanda futura”, disse Ngai Yin Yip, professor associado de Engenharia da Terra e Ambiental da Universidade de Columbia, La Von Dodolson Crumb. “E existem salmouras promissoras ricas em lítio, como o Mar Salton, na Califórnia, onde este método não pode ser usado de todo.”
As baterias de lítio Salton Sea podem alimentar milhões de EVs
Para testar o sistema, os pesquisadores usaram salmoura sintética projetada para imitar as condições do Mar Salton, na Califórnia, uma área geotérmica que se acredita conter lítio suficiente para abastecer mais de 375 milhões de baterias de veículos elétricos.
Após quatro ciclos de extração usando o mesmo lote de solvente, a equipe recuperou cerca de 40% do lítio. Os resultados sugerem que a tecnologia poderia eventualmente suportar operação contínua em grande escala.
“Esta é uma nova forma de extrair lítio diretamente”, disse Yip. “É rápido, seletivo e fácil de escalar. E pode ser alimentado por calor de baixa qualidade proveniente de fontes de resíduos ou coletores solares.”
Os pesquisadores ressaltam que o projeto ainda está em fase conceitual e ainda não foi totalmente otimizado para eficiência ou recuperação máxima de lítio. Ainda assim, eles acreditam que o S3E pode tornar-se uma alternativa viável às lagoas de evaporação e à mineração de rochas duras, que atualmente dominam a produção global de lítio, apesar das suas desvantagens ambientais.
Produção mais limpa de lítio para transição de energia limpa
Tecnologias mais limpas de extração de lítio podem tornar-se cada vez mais importantes para a transição para energia limpa, à medida que a procura global de baterias continua a crescer.
“Falamos sobre energia verde o tempo todo”, disse Yip. “Mas raramente falamos sobre o quão sujas são algumas cadeias de abastecimento. Se quisermos uma mudança verdadeiramente sustentável, precisamos de formas mais limpas de obter os materiais que delas dependem.
