Una nuova procedura per l’estrazione del litio promette di renderla più rapida ed ecosostenibile, come rivelato in un recente articolo pubblicato su Science. Il litio, essenziale per le batterie di veicoli elettrici e altri dispositivi, è al centro di una crescente domanda globale. Attualmente, la sua estrazione avviene principalmente attraverso bacini di evaporazione in paesi come Cile, Argentina e Bolivia, dove le salamoie salate vengono pompate da falde sotterranee in ampie piscine poco profonde. Qui, il sole evapora l’acqua, concentrando gli ioni di litio. Tuttavia, questo processo può richiedere più di un anno e implica costi elevati e un impatto significativo su ambienti ecologicamente fragili.
Un approccio innovativo propone di sostituire la luce solare con l’elettricità, utilizzando strutture più compatte rispetto alle vasche di evaporazione e sfruttando nuove fonti, come acque reflue industriali o laghi salati. “Se riusciamo a rendere tutto questo più veloce, più efficiente e a usare meno energia, ci sarà abbastanza litio per tutte le nostre esigenze”, spiega Lisa Biswal, ingegnere chimico della Rice University. Haotian Wang, chimico della stessa università, sottolinea: “Molte di queste tecnologie sono in una fase iniziale, ma stanno iniziando a dimostrare il loro potenziale commerciale”.
Come funziona il metodo elettrico
Il metodo elettrico si basa su una configurazione a due camere: una contenente la salamoia e l’altra acqua pura, separate da una membrana selettiva. Una corrente elettrica divide le molecole d’acqua, producendo gas idrogeno e ioni idrossido, che attirano gli ioni di litio dalla salamoia attraverso la membrana. Tuttavia, questo sistema presenta limiti significativi, come l’alto consumo di elettricità e la formazione di gas cloro, un sottoprodotto tossico.
Per superare questi ostacoli, il team guidato da Ge Zhang e Yi Cui, scienziati della Stanford University, ha introdotto modifiche innovative. Come descritto nel numero del 6 novembre di Matter, il loro dispositivo cattura l’idrogeno prodotto e lo reindirizza verso il lato salato, arricchito con idrossido di sodio. Questa reazione riduce il consumo di elettricità dell’80% e previene la formazione di ossigeno e gas cloro. “È una strada fruttuosa da percorrere“, afferma Seth Darling, chimico dell’Argonne National Laboratory, pur evidenziando che il sistema funziona attualmente solo con salamoie sintetiche.
Un’altra soluzione, descritta l’11 novembre su Proceedings of the National Academy of Sciences dal team di Biswal, utilizza una configurazione a tre camere. In questo design, le camere di acqua pura circondano la salamoia centrale e impediscono agli ioni cloruro di entrare in contatto con gli elettrodi, eliminando così la formazione di gas cloro.
Un sistema che genera elettricità
Un approccio ancora più avanzato, pubblicato il 24 ottobre su Nature Water, combina due elettrodi d’argento porosi e una configurazione tradizionale a due camere. Gli elettrodi vengono pretrattati per intrappolare cloruro d’argento, che successivamente reagisce con gli ioni di litio, generando elettricità durante il processo. “È un design molto intelligente e innovativo“, commenta Wang.
Infine, un gruppo di ricercatori guidato da Zhiping Lai della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ha testato un sistema su scala pilota, utilizzando elettrodi in fosfato di ferro, un materiale comune nelle batterie al litio. Sebbene il loro metodo non produca elettricità positiva netta, la versione sperimentale è 100.000 volte più grande dei dispositivi tradizionali, aprendo la strada a future applicazioni su larga scala. “È un risultato molto promettente”, conclude Zhang.
Questi sviluppi rappresentano un passo significativo verso un’estrazione del litio più sostenibile, rispondendo alle esigenze di un pianeta sempre più orientato alla transizione ecologica.
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