Neue Technologie erzielt 95-Prozent-Lithiumgewinnung mit organischen Lösungsmitteln

Der Prozess verschiebt den Fokus üssiger Sole auf eine getrocknete, feste Salzkruste.

Interessanterweise wurde eine Lithium-Rückgewinnung 95 Prozent erzielt. „Diese Arbeit zeigt, dass Lithium aus komplexen Salzmischungen mit einfachen organischen Lösungsmitteln effizient getrennt werden kann, ohne auf Süßwasser oder stark chemieintensive Prozesse angewiesen zu sein", so Dr. Zhikao Li, einer der Studienautoren.

Graphische Darstellung der Studie. Quelle: Monash UniversityKein Süßwasser erforderlichDer globale Übergang zu grüner Energie hängt, das aus Salzlaken gewonnen wird. Die derzeitigen Verfahren zur Gewinnung sind jedoch ägt.

Herkömmliche Extraktionsprozesse sind ausgesprochen langsam

Herkömmliche Extraktionsprozesse sind ausgesprochen langsam und benötigen oft bis zu zwei Jahre, bis das Sole in riesigen Wüstenbecken verdampft ist, dabei wird dabei weniger als die Hälfte des verfügbaren Lithiums zurückgewonnen.

Neuere, schnellere Technologien wie die Direkt-Lithium-Extraktion (Direct Lithium Extraction) zielen darauf ab, diese Zeiträume zu verkürzen. Dies führt jedoch zu einem schwerwiegenden Umweltkompromiss, da in den absolut trockensten Regionen der Welt unzureichende Mengen an knapper Süßwasser verbraucht werden.

Diese Kombination aus niedrigen Rückgewinnungsraten, langen Verarbeitungsverzögerungen und hohem Wasserbedarf stellt eine massive Herausforderung für eine globale Lieferkette dar, die unter Druck steht, sich nachhaltig zu skalieren.

Markt und Strategie

Anstatt Lithium aus flüssiger Sole zu gewinnen, arbeitet dieser neue Ansatz rückwärts, indem er sich auf die feste Salzkruste konzentriert, die zurückbleibt. Sobald die Sole getrocknet ist, waschen Ingenieure das resultierende Salzgemisch mit gängigen industriellen Lösungsmitteln wie Ethanol und Aceton.

Da Lithium in diesen organischen Flüssigkeiten außerordentlich gut löslich ist, während andere gleichzeitig vorhandene Salze dies nicht sind, wirken die Lösungsmittel wie ein präziser chemischer Magnet und lösen das Lithium geschickte Ausnutzung der unterschiedlichen Löslichkeit ermöglicht eine außergewöhnlich saubere Trennung und beseitigt vollständig die Abhängigkeit der Branche ßen Mengen an Süßwasser.

Entfernung: Um das System vollständig nachhaltig zu gestalten, haben die Forscher die Lösungsmittelwäsche mit fortschrittlicher „interfazialer Solarenergie-Verdampfungstechnologie" kombiniert. Unter ausschließlicher Nutzung ürlichem Sonnenlicht fängt das System Wärme an der Flüssigkeitsoberfläche ein.

Markt und Strategie

Dies beschleunigt den Extraktionsprozess und ermöglicht die Rückgewinnung des Lösungsmittels in reiner Form. Das Team konnte erfolgreich mehr als 99 % des verwendeten Ethanols und Acetons zurückgewinnen und recyceln. Neben der Wassereinsparung entfernt die Methode auch Bor- und Sulfatverunreinigungen.

In der Regel haften diese hartnäckigen Mineralien an Lithium-Matrizen und erfordern komplexe, chemieintensive Verfeinerungsstufen, um sie herauszufiltern.

Material für Batterien lässt sich mit dieser neuen Methode deutlich einfacher herstellen, da sie während der anfänglichen Lösungsmittelwäsche Verunreinigungen ermöglicht höchster Reinheit und optimiert den gesamten Herstellungsprozess.

Markt und Strategie

Das Forschungsteam hat die kommerziellen Potenziale erkannt und einen Patentantrag für diese bahnbrechende Technologie eingereicht. Das Verfahren erreicht sowohl hohe Extraktionsraten als auch eine nahezu vollständige Recyclingquote des Lösungsmittels, wodurch die Leistung maximiert und der ökologische Fußabdruck der Lithiumgewinnung minimiert wird.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift „Environmental Science & Technology" veröffentlicht.