Elektrikli araçlar ve enerji depolama sistemleri büyüdükçe, lityuma olan talep de hızla artıyor. Lityum-iyon bataryalar bugün sektörün ana teknolojisi olmayı sürdürürken, küresel tedarik zinciri büyük ölçüde Güney Amerika’daki tuzlu su yataklarına ve sert kaya madenciliğine dayanıyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü öncülüğünde yürütülen yeni çalışma, özellikle sert kaya cevherinden lityum üretiminde maliyet ve enerji tüketimini azaltabilecek yeni bir yöntemi ortaya koydu. Science dergisinde yayımlanan araştırmada, spodümen cevherinin daha düşük sıcaklıkta ve kapalı döngü bir kimyasal süreçle işlenebileceği gösterildi.
DÜŞÜK SICAKLIKTA AYRIŞTIRILIYOR
Spodümenden lityum elde etmek için kullanılan geleneksel yöntemlerde cevherin sülfürik asitle işlenmeden önce yaklaşık 1.000 santigrat dereceye kadar ısıtılması gerekiyor. Bu süreç yüksek enerji tüketimine ve kükürt bazlı atık oluşumuna yol açıyor. MIT destekli araştırma ekibinin geliştirdiği yeni yöntemde ise cevher, yüksek sıcaklıkta kavrulmak yerine 70 santigrat dereceye kadar ısıtılmış amonyum florür çözeltisiyle işleniyor. Bu düşük sıcaklıklı reaksiyon, spodümeni lityum, silisyum ve alüminyum içeren üç ayrı akıma ayırıyor. Süreçte lityum, çözeltide lityum florür olarak çözünüyor. Bu formun batarya elektrolitlerinde veya standart ara maddelerde kullanılabileceği belirtiliyor. Silisyum çözülebilir bir bileşiğe, alüminyum ise katı bir ara maddeye dönüşüyor.
YAN ÜRÜNLER MALİYETİ AZALTIYOR
Yeni yöntemin dikkat çeken yönlerinden biri, kapalı döngü yapısı ve yan ürünlerin değerlendirilebilmesi oldu. Ayrıştırma sürecinde elde edilen alüminyum akımı, kademeli ısıtma ile yüzde 98 saflıkta alüminyum okside dönüştürülebiliyor. Silisyum tarafında ise amonyak ilavesiyle silikon dioksit elde ediliyor. Bu malzeme, inşaat sektöründe beton katkı maddesi olarak kullanılabiliyor. Böylece lityum üretiminin yanında ekonomik değeri olan yan ürünler de ortaya çıkıyor. Reaksiyon sırasında açığa çıkan amonyak ve hidrojen florür gazları ise atık olarak bırakılmak yerine yeniden amonyum florür üretiminde kullanılıyor. Bu kapalı döngü yapı, kimyasal girdi ihtiyacını azaltarak sürecin çevresel ve ekonomik verimliliğini artırıyor.
TON BAŞINA MALİYET DÜŞÜYOR
Araştırmaya göre geleneksel spodümen işleme yöntemlerinde lityum üretim maliyeti ton başına yaklaşık 9 bin dolar seviyesinde bulunuyor. Yeni yöntemle bu maliyetin 5 bin doların biraz üzerine düşebileceği hesaplanıyor. Bu seviye, yüksek kaliteli tuzlu su yataklarından elde edilen lityumla rekabet edebilecek bir maliyet aralığına işaret ediyor. Bu durum, sert kaya kaynaklarının ekonomik olarak daha cazip hale gelmesini sağlayabilir. Uzmanlara göre cevher kalitesi, piyasa fiyatları ve yeni tesis yatırımları gibi unsurlar nihai maliyetleri etkileyebilir. Buna rağmen geliştirilen yöntem, lityum arzında yalnızca rezervlerin konumunu değil, kullanılan üretim teknolojisinin verimliliğini de belirleyici hale getirebilecek bir adım olarak görülüyor.
