Pagkuha ng Init mula sa mga Geothermal Pool para Sagutin ang Ating Pangangailangan sa Lithium

Ang Paghahanap ng Higit pang Lithium

With the rise of EVs, the demand for lithium-ion batteries exploded, as did the need for lithium resources. This demand is expected to keep growing exponentially, with only the steepness of this curve in question, depending on the speed of EV adoption.

Pinagmulan: Statista

Nagdulot ito ng mga problema, dahil mahirap kunin ang lithium. Noon, nagdulot ito ng malalaking pag-ikot ng presyo, na nagpasiklab ng malalaking pagbabago sa gastos ng mga tagagawa ng baterya at EV.

Pinagmulan: Carbon Credit

Sa kasalukuyan, karamihan ng lithium ay ginagawa mula sa matigas na bato, o maalat na tubig na brine, na pareho nangangailangan ng maraming enerhiya o konsumo ng tubig.

Isang alternatibo ay ang paggawa ng lithium mula sa mga geothermal brine, ang tubig na matatagpuan sa ilalim ng lupa. Gayunpaman, ito ay naging mahirap mula sa teknikal na pananaw.

Maaaring nagbago ito dahil sa trabaho ng mga mananaliksik sa Rice University, na naglathala ng kanilang mga resulta sa prestihiyosong publikasyon na PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) sa pamagat na “Three-chamber electrochemical reactor for selective lithium extraction from brine”.

Saan Nagmumula ang Lithium?

Ang lithium ay bumubuo lamang ng 0.002% ng crust ng Earth at bihirang matagpuan sa mga konsentradong deposito na komersyal na kapaki-pakinabang.

Sa kasalukuyan, karamihan ng mga baterya sa mundo at pinong lithium ay nagmumula sa China. Ang mineral mismo ay pangunahing minina sa “lithium triangle” (Chile, Argentina, Bolivia), China, at Australia.

Pinagmulan: Progress in Natural Science

Nagdulot ito sa ibang mga bansa na maghanap ng alternatibong mapagkukunan, kung saan ang mga underground brine (maalat na tubig) ay isang magandang kandidato. Halimbawa, kamakailan lamang natuklasan na maaaring maglaman ang Arkansas ng mas maraming mapagkukunan ng lithium sa brine na nasa tabi ng mga deposito ng langis at gas kaysa sa lahat ng dating kilalang reserba ng lithium sa USA.

Kadalasang naglalaman ang mga brine ng medyo mataas na konsentrasyon ng lithium. Ang suliranin ay kung paano kunin ang lithium mula sa mga brine na ito, dahil karaniwan silang naglalaman ng kumplikadong halo ng iba pang mga mineral.

Dahil ang mga brine na ito ay lubos na konsentrado, ang direct lithium extraction (DLE) ay kinokonsidera bilang alternatibo sa malaking pool ng pag-evaporate na ginagamit hanggang ngayon.

Pinagmulan: Euronews

Direktang Pagkuha ng Lithium

Ang direktang pagkuha ay tumatarget sa mga atom ng lithium sa pamamagitan ng isang selektibong proseso ng pagkuha. Maaaring makamit ito sa ilang magkaibang pamamaraan:

• DLE batay sa adsorption, kung saan ang lithium ay pisikal na nasisipsip ng isang dedikadong materyal.
• DLE batay sa ion exchange, kung saan ang lithium ay pinapalitan ng mga kation (positibong ion).
• DLE batay sa solvent extraction, kung saan isang organikong likidong solvent ang sumisipsip at nagdidilig ng lithium mula sa brine.

Pinagmulan: Lithium Harvest

Elektrokimikal na Pagkuha ng Lithium

Isa pang opsyon na hindi pa gaanong nasusuri ay ang elektrokimikal na pagkuha ng lithium. Ang ideya ay gumamit ng malakas na kuryente upang paghiwalayin ang lithium mula sa iba pang mga mineral sa brine.

Tulad ng sinabi namin, ang mga brine na ito ay naglalaman ng maraming ibang mineral na may katulad na laki at karga ng ion tulad ng magnesium, calcium, sodium, at potassium. Ginagawang mahirap ito para sa anumang pamamaraan na nakabatay lamang sa katangian ng ion, dahil kailangan mong gawin ito nang maraming ulit upang ganap na mapili lamang ang lithium.

Ang alternatibo ay maaaring paggamit ng kuryente, ngunit madalas na naglalaman ang mga brine ng maraming chloride ion na maaaring magbago sa napakalason na chlorine gas sa tradisyonal na elektrokimikal na proseso para ihiwalay ang lithium.

Ang chlorine gas, na kilala rin bilang halogen, ay ginamit bilang gas ng labanan noong Unang Digmaang Pandaigdig. Gayunpaman, ang problema ng paglikha nito sa panahon ng elektrokimikal na pagkuha ng lithium ay hanggang ngayon ay humahadlang sa komersyal na paggamit ng teknolohiyang ito.

Paggamit ng Teknolohiyang Baterya para sa Pagkuha ng Lithium

Sa kabila ng lahat, maaaring makatulong ang mga inobasyon sa teknolohiyang baterya upang lutasin ang isyu ng pagkuha ng lithium para sa mismong mga baterya. Gumamit ang mga mananaliksik ng Rice University ng bagong binuo na lithium-ion conductive glass ceramic (LICGC) membrane, isang teknolohiyang madalas gamitin sa mga baterya ngunit hindi pa kailanman inapply sa pagproseso ng lithium. Ang LICGC ay isang solidong electrolyte material na magandang kandidato para sa paggawa ng solid-state na mga baterya.

Ang membrane ay napakaepektibo sa selektibong pagpapahintulot lamang sa mga lithium ion na dumaan habang pinipigil ang mga ion ng ibang kemikal.

3-Kamaryong Elektrokimikal na Reactor

Ang tradisyonal na elektrokimikal na reactor para sa pagkuha ng lithium ay dinisenyo sa 2 kamara: ang una ay naglalaman ng target na brine, at ang ikalawa ay naglalaman ng nakuha na lithium.

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng LICGC membrane sa gitna, lumikha ang mga mananaliksik ng pangatlong intermedyaryong kamara, kung saan halos tanging lithium lamang ang maaaring dumaan sa LICGC.

“Matagal nang nakikipaglaban ang aming larangan sa mga hindi epektibo at pangkapaligirang epekto ng pagkuha ng lithium. Ang reactor na ito ay patunay ng kapangyarihan ng pagsasama ng pundamental na agham at kahusayan ng inhinyeriya upang lutasin ang mga totoong problema.”
Haotian Wang, Rice associate professor of chemical and biomolecular engineering.

Sa mga pagsubok na isinagawa ng mga mananaliksik, naabot ang antas ng puridad ng lithium na 97.5%. Samantala, ang konsentrasyon ng Na+, K+, Mg2+, at Ca2+ ay napakababa na bumaba sa limitasyon ng pagtuklas ng mga instrumento ng mga mananaliksik.

Higit sa lahat, ito ay lubos na epektibo sa pag-iwas sa mga chloride ion, na lubos na nagbabawas ng produksyon ng chlorine gas. Sa halip na gumamit ng maraming enerhiya at lumikha ng nakakapinsalang gas, tanging 6.4% lamang ng kabuuang enerhiya ang nakipag-reaksyon sa mga chloride ion sa bagong disenyo.

 Gayunpaman, May Ilang Isyu na Kailangan Ayusin

Sa kanilang pagsubok, napansin ng mga mananaliksik ang pagbuo ng sodium ion sa LICGC membrane. Kung hindi maaayos, maaaring makaapekto ang pagbuong ito sa kahusayan ng reactor sa paglipas ng panahon. Kaya hanggang maresolba ito, ang 3-kamaryong elektrokimikal na reactor ay hindi pa handa para sa komersyal na sukat.

Isa sa mga posibilidad na isinasaalang-alang upang lutasin ang problema ay ang pre-proseso ng brine upang mabawasan ang nilalaman ng sodium.

Isa pang paraan ay ang paghahanap ng espesyal na mga coating para sa membrane upang pigilan ang pagdikit ng mga sodium ion mula sa simula.

Pamumuhunan sa Lithium at Teknolohiyang Baterya

Ang mga lithium-ion na baterya ay nagbago na ng ilang ulit ang mundo, mula sa pagpapahintulot sa mga tao na magdala ng advanced na elektronik sa kahit saan hanggang sa pagpapagana ng mga sasakyan gamit lamang ang kuryente.

Maaaring magawa pa nila ito muli, o iba pang uri ng baterya, sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa 100% renewable na grid ng kuryente o sa pag-elektripikado ng mga eroplano kapag naabot ang sapat na energy density.

Maaari kang mamuhunan sa mga kumpanyang may kaugnayan sa baterya sa pamamagitan ng maraming broker, at dito, sa securities.io, makikita mo ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na mga broker sa USA, Canada, Australia, UK, pati na rin sa maraming ibang bansa.

Kung hindi ka interesado sa pagpili ng partikular na mga kumpanyang lithium o baterya, maaari ka ring sumilip sa mga biotech ETF tulad ng Amplify Lithium & Battery Technology ETF (BATT), Lithium & Battery Tech ETF (LIT) ng Global X, o ang WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF, na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang sa lumalaking industriya ng lithium at baterya.

O maaari mong tingnan ang aming “Top 10 Battery Metals & Renewable Energy Mining Stocks”.

Kumpanya ng Direktang Pagkuha ng Lithium

Rin Tinto

Ang Rio Tinto (RIO ) ay isang higante ng industriya ng pagmimina (ikalawang pinakamalaking sa mundo), na may malakas na presensya sa pagmimina ng bakal, pati na rin ng tanso, aluminyo, ginto, urano, atbp.

Ang Rio Tinto ay mabilis na lumalawak, partikular sa mega iron mine project ng Simandou sa Guinea at ang Oyu Tolgoi copper mine, ang pinakamalaking proyekto sa kasaysayan ng Mongolia.

Inaasahang magbibigay ang Rio Tinto ng 25% ng paglago ng dami sa pandaigdigang suplay ng tanso sa susunod na 5 taon.

Kamakailan ay gumawa ito ng malaking pagpasok sa sektor ng pagmimina ng lithium, sa pamamagitan ng pagkuha ng higanteng lithium na Arcadium Lithium , na resulta ng pagsasanib noong 2023 ng malalaking prodyuser ng lithium na Allkem at Livent, na naglagay dito bilang ikatlong pinakamalaking prodyuser ng lithium sa mundo.

Pinagmulan: Arcadium

Ang pagsasanib ay lumikha ng isang kumpanya sa lahat ng hakbang ng produksyon at pagproseso ng lithium. May mga plano ang Arcadium na palawakin ang kapasidad nang higit sa doble bago matapos ang 2028

Arcadium Innovations

DLE

Tungkol sa pagkuha na ito, ang tinaguriang “tunay na gantimpala ng Rio Tinto” ay ang teknolohiyang direct lithium extraction (DLE) ng Arcadium. Ang Arcadium ay aktwal na nagtrabaho sa DLE mula pa noong 1996, kasabay ng mga evaporation pound, at kamakailan ay nagkaroon ng makabuluhang pag-unlad upang gawing komersyal na magagamit ito bilang isang hiwalay na pamamaraan ng pagkuha.

Kapansin-pansin, nakuha ng Livent ang ILiAD Technologies noong 2023.

“Pinag-iisa ng ILiAD Technology Platform ang isang napakahusay na lithium selective adsorbent sa patuloy na countercurrent bed processing.”
“Ang Livent ay ang nangungunang tagapagsanay at pinakamalaking gumagamit ng mga DLE-based na proseso ng produksyon sa mundo, at kami ay nasasabik na kinikilala nila ang mga benepisyo na hatid ng ILiAD sa hinaharap ng DLE.”

Mukhang ang pangmatagalang karanasan ng Arcadium sa DLE, at ang “malawak na hanay ng mga brine na may lithium sa iba’t ibang kondisyon” ng ILiAD ay pangunahing dahilan ng desisyon ng Rio Tinto na bilhin ang Arcadium, bukod pa sa mababang pagpapahalaga nito dahil sa paikot-ikot na kalikasan ng mga pamilihan ng lithium.

Habang sa pangmatagalan, maaaring palitan ng elektrokimikal na pagkuha ng lithium ang mga pamamaraang batay sa adsorbent, malamang na magbubunga pa rin ang karanasan sa scaled-up na DLE kung ito ang magiging pangunahing pamamaraan ng pagkuha ng lithium sa hinaharap.

Lithium Foil

Naglunsad din ang Arcadium ng LIOVIX, isang anyo ng printable lithium foil na maaaring magpataas ng pagganap ng baterya, magpababa ng gastos sa paggawa, at magbawas ng paggamit ng lithium.

Pinagmulan: Arcadium

Green Profile ng Rio Tinto

Ang pagkuha ng Arcadium ay matibay na naglagay sa Rio Tinto sa hanay ng mga inovador sa industriya ng pagmimina matapos ang kanilang inobasyon sa pagkuha ng tanso sa pamamagitan ng kanilang venture na Nuton. Ang bagong teknolohiya ng Nuton ay nagbibigay ng mas mataas na rate ng pag-recover ng tanso mula sa minahan.

Ang produksyon ng aluminyo ng Rio Tinto ay mababa ang carbon, salamat sa paggamit ng hydro power upang i-refine ang bauxite tungong alumina at pagkatapos ay aluminyo.

Namuhunan din ang Rio Tinto sa iba pang mga proyektong lithium, kamakailan ay nakuha ang proyektong Ricon sa Argentina at ang kontrobersyal na Jadar lithium project sa Serbia (na maaaring maging pinakamalaking proyekto ng lithium sa Europa).

Dahil sa mga kamakailan nitong pagkuha at mga bagong proyekto, dapat na mas lalong makita ang Rio Tinto bilang pangunahing minero ng bakal, na may lalong green na profile at matibay na paglago sa lahat ng metal na kinakailangan ng transisyon sa enerhiya, lalo na ang tanso, low-carbon na aluminyo, at lithium.

Sanggunian ng Pag-aaral:

^{1. Feng, Y., Park, Y., Hao, S., Fang, Z., Terlier, T., Zhang, X., Qiu, C., Zhang, S., Chen, F., Zhu, P., Nguyen, Q., Wang, H., & Biswal, S. L. (2024). Three-chamber electrochemical reactor for selective lithium extraction from brine. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(47), e2410033121. https://doi.org/10.1073/pnas.2410033121}