In previsione di una prossima carenza di litio, nuove tecnologie emergono per estrarre questo elemento, le cui più alte concentrazioni si trovano oggi nei laghi salati del sud America.
di Richard Martin
I ricercatori presso l’Agenzia per l’Energia Atomica del Giappone hanno escogitato un nuovo metodo per trattare l’acqua marina ed estrarre il litio – un elemento che gioca un ruolo fondamentale nelle batterie avanzate per vetture elettriche e che, qualora le attuali previsioni per il mercato delle vetture elettrice si rivelassero accurate, potrebbe cominciare a scarseggiare prima della fine del decennio.
Su un recente nuovo numero della rivista Desalination, Tsuyoshi Hoshino, uno scienziato del Rokkasho Fusion Institute, ha proposto un metodo per recuperare il litio dall’acqua di mare attraverso la dialisi. Pur distando anni dalla commercializzazione, il sistema si basa su una cella di dialisi che presenta una membrana composta da un materiale superconduttore. Il litio è il solo ione nell’acqua marina che può passare attraverso questa membrana, passando dal lato dell’elettrodo negativo alla cella sul lato dell’elettrodo positivo.
Il metodo “mostra una discreta efficienza energetica e può essere facilmente implementato su larga scala”, scrive Hoshino. Il lavoro di questo scienziato va ad unirsi a una lunga tradizione di sistemi innovativi per il recupero del litio e al più ambizioso sogno di estrarre minerali preziosi dal mare. Le persone hanno “estratto” sale dal mare per eoni. La storia delle estrazioni dal fondale marino risale al 1872, quando la HMS Challenger, un vascello oceanografico britannico, scoprì il manganese sul letto marino.
Entro la metà del 20° secolo, diversi gruppi hanno cominciato ad estrarre le vaste risorse disciolte nell’acqua marina – un compito arduo, se si considera la ridotta concentrazione di minerale recuperato. Oggi, una fiorente industria estrae magnesio dall’acqua marina, ma la produzione economica di litio dal mare si è rivelata finora elusiva. L’elemento viene recuperato in concentrazioni estremamente ridotte nell’oceano e presenta già una catena di fornitura consolidata che si concentra prevalentemente nei laghi salati del Sud America.
Il metodo sviluppato da Hoshino, qualora si dovesse rivelare più efficiente ed economico, potrebbe trasformare un mercato che, pur ricevendo importanti investimenti e presunte innovazioni negli ultimi anni, ha resistito particolarmente all’introduzione di nuove tecnologie e fonti di estrazione. La maggior parte delle risorse di litio continuano ad essere estratte allo stesso modo in cui venivano raccolte per mezzo secolo: facendo evaporare l’acqua salata prelevata dai laghi di valli desolate in parti del Cile, Argentina e Bolivia.
Negli ultimi anni, un crescente numero di previsioni avverte di un imminente crollo nella catena di fornitura del litio. Molti analisti, anche se non tutti, credono che la crescente domanda da parte dei produttori di batterie per automobili elettriche – in particolare la Tesla, la cui imminente Gigafactory dovrebbe quasi raddoppiare la domanda mondiale di litio – porterà allo stremo le fonti convenzionali di litio.
“Penso che arriveremo a una carenza di materiale”, dice Simon Moores, capo della Benchmark Intelligence per le estrazioni minerarie. “Servono subito nuove fonti, e continueranno a servirne ancora, anche se si verificherà una frazione dell’espansione prevista per la produzione di batterie”.
Il monitoraggio dei prezzi del litio secondo Benchmark mostrerebbero un costante incremento nell’arco degli ultimi anni, e Moores non si aspetta certo che i prezzi comincino a scendere. Questo dato sta alimentando la ricerca e sviluppo a partire dai livelli più basilari, come nel lavoro di Hoshino, e guidando nuovi investimenti in laghi salati che potrebbero produrre litio – in particolare in Nevada, dove Tesla sta costruendo la sua Gigafactory (vedi “L’enorme fabbrica Tesla in Nevada dovrà raggiungere enormi risultati per andare avanti“).
La Dajin Resources di Vancouver ha recentemente rilasciato un resoconto sulle riserve di litio all’interno della sua proprietà nel lago Alkali, situato nella Contea di Esmeralda, in Nevada. Le concentrazioni di litio sarebbero promettenti. La società possiede anche diversi acri nella regione di Teels Marsh, nella Contea di Mineral. Dajin, stando al presidente Brian Findlay, prevede di recuperare il litio utilizzando metodi convenzionali.
“Esiste un discreto numero di tecnologie differenti e interessanti, ma partono tutte da concentrazioni elevate nell’acqua salmastra”, dice Findlay. “La tecnica dimostrata più semplice continua ad essere quella della evaporazione. È difficile competere con un processo naturale”.
La cosa non sta impedendo a imprenditori e ricercatori di continuare a provare. Uno dei metodi più interessanti è quello della osmosi inversa, una tecnica che, in teoria, potrebbe estrarre il litio ad una velocità superiore rispetto ai 18-24 mesi richiesti dal processo di evaporazione (uno degli attuali problemi strutturali per l’industria del litio, per cui la produzione non può essere potenziata rapidamente in risposta alla domanda).
La Simbol Materials di Pneasanton, in California, vuole ricorrere all’osmosi inversa per rimuovere il litio dalle acque reflue provenienti dalla centrale geotermica di Featherstone, vicina al Lago di Salton. Sarebbe una soluzione elegante, in grado di abbinare la produzione di energia pulita al recupero di litio per batterie destinate alle vetture elettriche. La Simbol sarebbe però in cerca di un acquirente, e a febbraio ha licenziato la maggior parte dei suoi operai. (I rappresentanti della società non hanno risposto alla richiesta di esprimersi a riguardo per questo articolo) Per il momento, almeno, l’osmosi inversa pare un’altra tecnologia promettente che non è riuscita a prendere piede.
Torniamo dunque al più grande deposito di litio al mondo: il mare. Negli ultimi anni, processi e materiali innovativi, fra cui il grafene, http://g2o.co si sono rivelati promettenti nel rendere le estrazioni dal mare una realtà. Alcuni ricercatori dell’Università del Nord Carolina, ad esempio, hanno sviluppato una struttura metallico-organica con cui raccogliere dall’acqua marina gli ioni contenenti uranio.
Hoshino ritiene che la sua cella per la dialisi dell’acqua marina potrebbe essere commercializzata nel giro di cinque anni.
Gli sforzi per sviluppare nuove tecniche continueranno con l’espandersi del settore delle batterie avanzate. Per il momento, però, è ancora difficile competere con i processi naturali.
(MO)
