Ricercatori di Penn State sviluppano un metodo sostenibile per estrarre il litio con meno energia, meno costi e minori impatti ambientali
L’estrazione del litio, fondamentale per batterie e veicoli elettrici, potrebbe diventare molto più sostenibile grazie a una nuova tecnica sviluppata dai ricercatori della Penn State University. Il metodo, pubblicato sulla rivista Nature Communications, promette di ridurre le emissioni di CO₂ del 75,3% e i costi del 35,6% rispetto alle tecniche tradizionali. Utilizzando una combinazione di corrente elettrica e perossido di idrogeno, la ricerca apre la strada a un’estrazione più ecologica e meno dispendiosa del prezioso minerale, senza compromettere l’efficienza.
Un’alternativa ai metodi tradizionali di estrazione del litio
Attualmente, il litio viene estratto principalmente in due modi: dai laghi salini (brine) e dalle rocce, con tecniche che richiedono l’uso di acidi forti o temperature estreme. Il metodo delle saline prevede l’evaporazione dell’acqua in enormi bacini, ma ha un impatto devastante sugli ecosistemi locali, lasciando terreni inospitali per la vegetazione.
L’estrazione dalle rocce, invece, è molto costosa e dannosa per l’ambiente, richiedendo temperature fino a 1100°C per separare il litio dai minerali circostanti. “Non possiamo compromettere il nostro ambiente solo per produrre litio“, ha dichiarato Feifei Shi, coordinatore dello studio e professore di ingegneria energetica alla Penn State.
Il nuovo approccio: elettrochimica e idrogeno perossido
Il team ha sviluppato un metodo che utilizza campi elettrici per estrarre il litio dalla spodumene, una delle principali fonti minerarie del metallo. Questo processo permette di convertire il litio in una forma liquida senza bisogno di alte temperature o elevate concentrazioni di agenti chimici. Nei primi esperimenti, il metodo ha dimostrato un’efficienza del 92,2%, comparabile a quella dei processi convenzionali, ma con meno impatti ambientali e tempi di lavorazione più brevi. Per migliorare ulteriormente il processo, Shi e il suo team hanno introdotto il perossido di idrogeno, che accelera la reazione di lisciviazione e rende il trasporto degli elettroni più efficiente.
Riduzione dei costi e impatto ambientale più basso
Uno dei vantaggi chiave del nuovo metodo è la riduzione significativa dell’energia necessaria per estrarre il litio. “Il nostro metodo utilizza esclusivamente elettricità, mentre le tecniche attuali richiedono anche gas naturale come fonte di calore“, ha spiegato Zhen Lei, professore di economia dell’energia e co-autore dello studio. Questo fattore, unito alla riduzione dell’uso di prodotti chimici, potrebbe abbattere sia i costi operativi sia l’impronta di carbonio dell’industria mineraria del litio.
Un passo avanti verso un’economia più sostenibile
Il prossimo obiettivo del team sarà trasformare il litio estratto in composti solidi come il cloruro o l’idrossido di litio, materiali più facili da impiegare nell’industria. “Abbiamo estratto il litio dall’ore alla soluzione liquida, ora dobbiamo sviluppare un metodo per convertirlo in fase solida“, ha affermato Zhang, uno degli autori dello studio. Shi è convinto che l’elettrochimica potrebbe rivoluzionare non solo l’estrazione del litio, ma anche altre attività legate al settore minerario e all’industria dei materiali.
Prospettive future: verso l’applicazione su larga scala
Il metodo, se adattato a livello industriale, potrebbe rivoluzionare l’approvvigionamento di litio per la produzione di batterie, contribuendo a ridurre il costo delle auto elettriche e di altri dispositivi elettronici. Tuttavia, il processo deve ancora essere ottimizzato per l’uso su larga scala. I ricercatori di Penn State stanno ora collaborando con esperti di nanotecnologia e materiali avanzati per sviluppare soluzioni che migliorino ulteriormente l’efficienza del processo.
