Arkansas Lityum İhtiyacımıza Cevap mı?

Lityum Tedarikinin Önemi

Lityum, elektrikli araçlar ve yenilenebilir enerjinin yükselişi ve bunlarla ilgili büyük lityum iyon pilleri talebi nedeniyle çok önemli bir emtia haline geldi. Talep, 2030 yılına kadar üssel olarak büyümesi beklenmektedir, bu nedenle mevcut 1.189.000 MT lityum karbonat eşdeğeri (LCE) talebi küçük görünmektedir.

Kaynak: Statista

Lityum iyon belki bir gün biraz eski teknoloji haline gelebilir, ancak lityum-metal katı hal pilleri yaygın hale gelirse, lityum pil kimyasında önemli bir rol oynamaya devam edecektir.

Bu talep artışı, lityum fiyatlarında volatiliteye neden oldu, kıtlıklar büyük fiyat dalgalanmalarına ve çöküşlere yol açtı.

Kaynak: Carbon Credit

Ayrıca, lityum tedarikini güvence altına almak, daha fazla endüstrinin elektrikli araç üreticileri ve elektrik şebekeleri gibi lityum pillerine bağımlı hale gelmesiyle stratejik bir endişe haline getirdi.

Şu anda, dünyanın çoğu pilinin ve rafine lityumunun Çin’den geldiği bilinmektedir. Mineral itself chủ olarak “lityum üçgeni” (Şili, Arjantin, Bolivya), Çin ve Avustralya’da çıkarılmaktadır.

Kaynak: Progress in Natural Science

Kuzey Amerika’da lityum üretimi, büyük kaynaklara rağmen, oldukça yavaş ilerlemektedir. Bu kaynaklar şimdi daha da büyük olduğu ortaya çıktı, çünkü Arkansas’ta devasa lityum yatakları keşfedildi. Bu keşif, ABD Jeolojik Araştırması, Arkansas Enerji ve Çevre Bakanlığı’ndaki araştırmacılar tarafından yapıldı ve “Güney Arkansas’taki Smackover Formation brinlerinde lityum kaynağının makine öğrenimi kullanarak değerlendirilmesi” başlıklı bir makale olarak Science Advances’de yayımlandı.

Yeni Bir Lityum Üçgeni?

Lityum üçgeni, Güney Amerika’da üç ülke arasında yer alan ve dünyanın büyük bir kısmının lityumuna ev sahipliği yapan bir bölgedir.

ABD’nin kendi lityum üçgeninin Arkansas, Teksas ve Louisiana’nın kesişme noktasında olduğu görünüyor.

Kaynak: Science Advances

Keşif devasa ve ABD’nin lityum kaynaklarını aniden iki katına çıkarabilir.

Kullanılan bu öngörülen lityum haritaları ile rezervuar parametreleri ve jeolojik bilgiler, güney Arkansas’taki Smackover Formation brinlerinde 5.1 ila 19 milyon ton lityum olduğunu hesapladık, bu da mevcut ABD lityum kaynağı tahmini için %35 ila %136 arasında bir artışa karşılık geliyor.

Nasıl Bulundu?

Bölgedeki petrol ve gaz yataklarının da bromür ve lityum içeren brinlerle zengin olduğu zaten biliniyordu. Ancak önceki analizler yalnızca brin örneklerinin lityum içeriği hakkında bir fikir verebiliyordu, sonuçlar 0,08 ila 1700 mg/litre arasında değişiyordu.

Araştırmacılar, tüm bilinen ölçümleri ve bölgenin jeolojik verilerini bir araya getirmek için bir AI analizi uyguladılar. Alan, petrol ve gaz üretimi için kapsamlı bir şekilde araştırıldığından, yeraltı yapısı oldukça iyi belgelenmiştir.

Bu çalışmada, yayımlanmış ve yeni toplanmış brin lityum konsantrasyon verilerini kullanarak bir makine öğrenimi modeli eğittik ve güney Arkansas’taki Smackover Formation brinlerinde lityumun öngörülen bir haritasını, jeolojik, jeokimyasal ve sıcaklık açıklama değişkenleri kullanarak oluşturduk.

Bu analiz, Smackover Formation’un diğerlerinden çok daha umut verici olduğunu gösterdi.

Kaynak: Science Advances

Lityum İçeriğinin Öngörüsü

AI destekli analiz, lityum varlığına veya yokluğuna yol açan en önemli öngörücü faktörleri belirledi:

• Çözünmüş hidrojen sülfür (H2S) konsantrasyonları.
• Brin örneğinin derinliği
• Smackover Formation’un tepesinin yüksekliği
• Smackover Formation’un kalınlığı

Kaynak: Science Advances

Brin hacmi ve lityum konsantrasyonu için en düşük ve en yüksek tahminlere bağlı olarak, Smackover Formation’da mevcut toplam lityum miktarı:

• 1 milyon ton (düşük lityum, düşük hacim).
• 11 milyon ton (orta lityum, orta hacim).
• 11 milyon ton (yüksek lityum, yüksek hacim).

Kaynak: Science Advances

Lityum as a Yan Ürün

Bu brinlerin bir kısmı, already bromin üretimi veya petrol ve gaz üretiminin bir yan ürünü olarak yüzeye çıkarılmıştır.

Toplamda, yaklaşık 5000 ton, yani Smackover Formation’daki mevcut lityum kaynağının %0.1’inden azı, petrol, gaz ve bromin endüstrilerinin atık akışları olarak brinlerle yüzeye çıkarılmıştır.

Bu, mevcut kaynağın küçük bir yüzdesini temsil etmektedir, ancak yine de 2022’de ABD’nin lityum tüketimini karşılayacak kadar olurdu, bu da bu kaynağın potansiyelini göstermektedir.

Ve “Büyük Petrol” şirketleri, bu bölgede uzmanlıklarını kullanma potansiyelini incelemektedir, Exxon’un bir “lityum kuyusu” açma planları vardır.

Doğrudan Lityum Ekstraksiyonu (DLE)

Yeni Bir Üçüncü Lityum Ekstraksiyon Teknolojisi

Şu anda, lityum çoğunlukla iki farklı method kullanılarak üretilmektedir.

İlki, lityum zengin kaya, örneğin spodumene, gibi kırma ve öğütme.

İkincisi, güneş enerjisi kullanarak büyük buharlaştırma havuzlarında brin buharlaştırılması.

Üçüncü bir method geliştirilmektedir: doğrudan lityum ekstraksiyonu.

Seçici Membranlar

Kullanılan lityum konsantrasyon methodları, buharlaştırma ve/veya mineral konsantrasyonuna dayanmaktadır. Doğrudan ekstraksiyon, lityum atomlarına seçici bir ekstraksiyon işlemi yoluyla ulaşır. Bu, birkaç farklı method kullanılarak gerçekleştirilebilir:

• Adsorption-based DLE, burada lityum özel bir malzeme tarafından fiziksel olarak emilir.
• Ion Exchange-Based DLE, burada lityum pozitif iyonlarla değiştirilir.
• Solvent Extraction-Based DLE, burada organik bir sıvı solvent lityumun brinden uzaklaşmasını sağlar.

Kaynak: Lithium Harvest

Petrol kuyularındaki brinler, lityum için önemli bir kaynak olabilir, çünkü bu brinler küresel olarak ortaya çıkar, petrol, gaz ve brin endüstrilerinin atık ürünleri olarak kabul edilir ve -doğrudan lityum ekstraksiyonu teknolojilerinin uygulanabilirliğine bağlı olarak- buharlaştırma işlemlerine benzer büyük bir ayak izi gerektirmez

“Smackover Formation brinlerinde lityum kaynağının makine öğrenimi kullanarak değerlendirilmesi”.

Lityum Nanofiltrasyon

Doğrudan ekstraksiyon için yeni bir method, Monash Üniversitesi’ndeki (Avustralya) araştırmacılar tarafından keşfedilmiş olabilir, Nature Sustainability’de ” tuz gölü brinlerinden sürdürülebilir lityum ekstraksiyonu ve magnezyum hidroksit birlikte üretimi ” başlıklı bir makale olarak yayımlandı.

EDTA destekli gevşek nanofiltrasyon (EALNF) kullanarak lityum çıkardılar. Bu method, hem lityum hem de magnezyumun aynı anda çıkarılmasını sağlar, böylece operasyonun genel verimliliği artar. Önceden, magnezyum lityum ekstraksiyonunun atığı olarak kabul ediliyordu.

Sürec, endüstriyel koşullarda %99,85 Mg2+ reddi, ultra hızlı Li+ akışı ve benzersiz Li+/Mg2+ ayrım faktörünü sağlar.

Magnezyum, brinlerde sıkça bulunur ve lityumun seçici ekstraksiyonuna sorunlar yaratabilir. Bu, bu kaynakların daha “kolay” brinlere tercih edilmelerine yol açmıştır.

“Teknolojimiz, geleneksel methodların neredeyse iki katı performans gösteren %90’luk lityum geri kazanımını sağlar ve ekstraksiyon süresini yıllardan birkaç haftaya indirir.”

Ayrıca, bu method brinlerin buharlaştırılması için beklemekten daha az su tüketir. Aslında, taze su sogar bir yan ürün olarak üretir, tüketmek yerine. Lityum kaynaklarının bir kısmı su kıtlığı yaşayan bölgelerde bulunduğundan, bu bir fark yaratabilir.

Lityum ve Pil Teknolojilerine Yatırım

Lityum iyon pilleri, insanların her yere advanced elektronik taşımasına izin vermekten elektrikli arabaları çalıştırmaya kadar, dünyayı birkaç kez değiştirdi.

Yine de, 100% yenilenebilir bir enerji ağı veya uçakların elektrifikasyonu için yüksek enerji yoğunluğuna ulaşarak bunu tekrar yapabilirler.

Lityum ile ilgili şirketlere birçok aracı kurum aracılığıyla yatırım yapabilirsiniz ve burada, securities.io’da, ABD’deki, Kanada’daki, Avustralya’daki, İngiltere’deki ve diğer birçok ülkedeki en iyi aracı kurumlar için önerilerimize bakabilirsiniz.

Belirli pil şirketlerine yatırım yapmakla ilgilenmiyorsanız, Amplify Lithium & Battery Technology ETF gibi Amplify Lityum ve Pil Teknolojisi ETF (BATT), Global X’in Lityum ve Pil Teknolojisi ETF (LIT) veya WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF gibi WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF gibi biyoteknoloji ETF’lerine de bakabilirsiniz. Bunlar, büyüyen lityum ve pil endüstrisinden yararlanmak için daha çeşitli bir exposüre sahip olmanızı sağlar.

Veya “Top 10 Pil Metalleri ve Yenilenebilir Enerji Madencilik Hisseleri” bölümümüze danışabilirsiniz.

Doğrudan Lityum Ekstraksiyonu Şirketi

Rio Tinto, madencilik endüstrisinin devi (dünyanın ikinci büyük madencilik şirketi), demir madenciliği, bakır, alüminyum, altın, uranyum vb. gibi birçok alanda güçlü bir varlığa sahiptir.

Rio Tinto, özellikle Gine’deki Simandou demir madeni projesi ve Moğolistan’ın en büyük projesi olan Oyu Tolgoi bakır madeni ile hızlı bir şekilde genişlemekte.

Rio Tinto, önümüzdeki 5 yıl içinde küresel bakır arzında %25’lik büyümeye katkıda bulunması beklenmektedir.

Son olarak, lityum madenciliği sektörüne, lityum devi Arcadium Lithium’u satın alarak büyük bir giriş yaptı, bu da 2023’te Allkem ve Livent’in birleşmesiyle oluşan bir şirketin sonucudur ve bu da onu dünyanın üçüncü büyük lityum üreticisi haline getirmiştir.

Kaynak: Arcadium

Birleşme, lityum üretiminde ve işlemede tüm adımlarda uzmanlaşmış bir şirket oluşturdu. Arcadium, kapasitesini 2028 yılı sonuna kadar ikiye katlama planları yapmaktadır.

Arcadium İnovasyonları

DLE

Bu satın alma ile ilgili olarak, ” Rio Tinto’nun gerçek ödülü ” olarak tanımlanan Arcadium’un doğrudan lityum ekstraksiyonu (DLE) teknolojisi vardır. Arcadium, aslında 1996’dan beri DLE üzerinde çalışıyordu, buharlaştırma havuzları ile birleştirerek ve yakın zamanda bunu ticari olarak uygulanabilir bir method olarak önemli ilerleme kaydetti.

Özellikle, Livent, 2023’te ILiAD Technologies’i satın aldı.

“ILiAD Technology Platformu, süperior lityum seçici adsorbent ile sürekli karşı akışlı yatak işlemini birleştirir”

“Livent, DLE tabanlı üretim süreçlerinde dünya çapında lider ve en büyük kullanıcıdır ve ILiAD’ın getirdiği avantajları takdir ettiğimiz için mutlu olduğumuzu düşünüyoruz.

Rio Tinto’nun Arcadium’u satın alma kararının arkasındaki nedenlerden biri, Arcadium’un DLE’deki uzun süredir devam eden uzmanlığı ve ILiAD’ın “çeşitli koşullar altında lityum dolu brinlere” sahip olması gibi görünüyor.

Lityum Folyo

Arcadium ayrıca, pil performansını artırabilecek, üretim maliyetlerini azaltabilecek ve lityum kullanımını azaltabilecek bir lityum folyo türü olan LIOVIX’i geliştirdi.

Kaynak: Arcadium

Rio Tinto’nun Yeşil Profili

Arcadium’un satın alınması, Rio Tinto’yu madencilik endüstrisi inovatörleri arasına koydu, bakır ekstraksiyonunda Nuton adlı girişimi ile yaptığı inovasyondan sonra.

Rio Tinto’nun alüminyum üretimi, alüminyumun hidroelektrik enerji ile rafine edilmesi sayesinde düşük karbonlu.

Rio Tinto, ayrıca diğer lityum projelerine de yatırım yaptı, son olarak Arjantin’deki Rinc projectini Rincon projesini ve Avrupa’nın potentially en büyük lityum projesi olan Sırbistan’daki Jadar lityum projesini satın aldı.

Son satın almalar ve yeni projeler ile Rio Tinto, demir madenciliği şirketinin çekirdeğinde, enerji geçişinde gerekli metallerde, özellikle bakır, düşük karbonlu alüminyum ve lityumda güçlü bir büyüme ile increasingly yeşil bir profil olarak görülmelidir.

Çalışma Referansı:

^{1. Knierim, K. J., et al. (2024). Smackover Formation brinlerinde lityum kaynağının makine öğrenimi kullanarak değerlendirilmesi. Science Advances, 10, Article adp8149. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp8149}