खडकांमधून लिथियम काढण्याची नवीन प्रक्रिया बॅटरी पुरवठ्याच्या अर्थकारणाला बदलू शकते

लिथियम काढण्यासाठी आता ब्राइनवर इतका अवलंबून राहण्याची गरज कमी होऊ शकते

संशोधकांनी खडकांमधून लिथियम काढण्याची एक नवी प्रक्रिया वर्णन केली आहे, जी बॅटरी उद्योगातील सर्वात महत्त्वाच्या कच्च्या मालांपैकी एकाच्या उत्पादनाचा ऊर्जा खर्च कमी करू शकते. हे काम महत्त्वाचे आहे कारण भूगर्भीय अर्थाने लिथियम मुबलक असले तरी, आर्थिकदृष्ट्या काढता येण्याजोगे लिथियम खूपच मर्यादित आहे. आज सर्वात स्वस्त पुरवठा सहसा ब्राइनमधून येतो, विशेषतः दक्षिण अमेरिकेत, तर हार्ड-रॉक स्रोतांवर प्रक्रिया करणे लक्षणीय महाग असते.

या असमतोलाने संपूर्ण लिथियम-आयन बॅटरी परिसंस्थेचे अर्थकारण आकारले आहे. पर्यायी बॅटरी रसायने सुधारली तरी, लिथियमचे उत्पादन-प्रमाण आणि पुरवठा साखळीची परिपक्वता यांच्याशी स्पर्धा करणे अवघड आहे. त्या वर्चस्वाला सर्वात मोठा धोका आवश्यक नाही की अधिक चांगले रसायन असेल, तर पुरवठा टंचाई असेल. अधिक खडक-आधारित साठे वापरण्याजोगे बनवणारी प्रक्रिया प्रत्येक मर्यादा दूर करणार नाही, पण पुरवठा आधार कमी भौगोलिक केंद्रीकरणाकडे नेऊ शकते.

हार्ड-रॉक लिथियम कठीण का आहे

Ars Technica ने अधोरेखित केलेला पेपर स्पोड्युमीनवर केंद्रित आहे, जो लिथियम-अॅल्युमिनियम सिलिकेट असून स्रोत मजकुरात जगातील सर्वात मुबलक लिथियम धातुक म्हणून वर्णन केला आहे. स्पोड्युमीन आधीच व्यावसायिकदृष्ट्या प्रक्रिया केला जातो, पण स्थापित मार्ग कठोर आहे. तो सुमारे 1,000 अंश सेल्सिअसपर्यंत धातुक गरम करून त्याची घट्ट रचना मोडून काढण्यापासून सुरू होतो. त्यानंतर सल्फ्यूरिक आम्ल लिथियम काढून टाकते, ज्यातून लिथियम सल्फेट तयार होते, ज्याचे नंतर बॅटरी उत्पादनासाठी उपयुक्त रूपात, बहुतेकदा लिथियम कार्बोनेटमध्ये, रूपांतर केले जाते. ही प्रक्रिया ऊर्जा-खर्चिक आहे आणि सल्फरयुक्त कचरा मागे ठेवते.

उच्च उष्णता, तीव्र रसायने, आणि कठीण कचरा हाताळणी यांचे हे मिश्रणच ब्राइन उपलब्ध असतील तेव्हा त्यांना इतके आकर्षक बनवते. हार्ड-रॉक साठे मोठे असू शकतात, पण त्यातून लिथियम आर्थिकदृष्ट्या काढणे वेगळेच आव्हान आहे.

नवीन प्रक्रियेत काय बदलते

MIT संशोधकांनी दोन बोस्टन-क्षेत्रातील कंपन्यांसोबत विकसित केलेली ही नवीन पद्धत ऊर्जा वापर आणि कचरा निर्मिती या दोन्हींना लक्ष्य करते. स्रोत मजकुरानुसार, ही प्रणाली प्रक्रियेच्या सुरुवातीला वापरल्या जाणाऱ्या आणि नंतर पुन्हा निर्माण केल्या जाणाऱ्या एका मुख्य रसायनाभोवती उभी आहे, ते खर्च करून टाकले जात नाही. धातुकातून उरलेले अॅल्युमिनियम आणि सिलिकॉनदेखील अशा उत्पादनांत रूपांतरित केले जातात ज्यांना आधीपासून व्यावसायिक उपयोग आहेत.

हा एक महत्त्वाचा फरक आहे. अनेक निष्कर्षण प्रगती प्रयोगशाळेत आशादायक वाटतात, पण उपउत्पादने हाताळणे कठीण असेल, अभिकर्मकाचा खर्च जास्त असेल, किंवा ऊर्जा गरज एका टप्प्यातून दुसऱ्यावर फक्त स्थलांतरित होत असेल तर त्या अपयशी ठरतात. इथे संशोधक अधिक व्यापक दावा करत आहेत: कमी ऊर्जा इनपुट, पुन्हा निर्माण होणारी प्रारंभिक रसायने, आणि कदाचित कचऱ्याऐवजी मूल्य असलेली उपउत्पादने.

बॅटरी क्षेत्र याकडे का लक्ष देत आहे

लिथियम त्या स्केल-फायद्याच्या केंद्रात आहे, ज्याला प्रतिस्पर्ध्यांना मोडणे कठीण जाते. लिथियम-आयन बॅटरींचा प्रचंड उत्पादन आधार पुनरावृत्ती, पायाभूत सुविधा, आणि पुरवठादार घनतेमुळे खर्च कमी करतो. म्हणजे, तांत्रिकदृष्ट्या अधिक चांगले पर्यायही कठीण व्यापारीकरण अडथळ्याला सामोरे जातात. अधिक विविध लिथियम पुरवठा त्या प्रणालीला बळकटी देईल, आणि विशिष्ट निष्कर्षण भौगोलिकांशी संबंधित एकाग्रता-जोखीम काही प्रमाणात कमी करेल.

स्रोत मजकूर अमेरिकन भूवैज्ञानिक सर्वेक्षणाने ईशान्य पेग्मटाईट खडकांमध्ये विस्तृत लिथियम ऑक्साइड साठ्यांचे अलीकडचे मोजमाप केले याकडे निर्देश करतो, हे आठवण करून देण्यासाठी की संसाधने अस्तित्वात असणे आणि ती लगेचच व्यावसायिकदृष्ट्या वापरण्यायोग्य असणे या वेगवेगळ्या गोष्टी आहेत. नवीन निष्कर्षण पद्धतीने हार्ड-रॉक उत्पादनाची अडचण कमी केली, तर पूर्वी सीमांत मानले गेलेले साठे अधिक आकर्षक ठरू शकतात.

अजूनही निर्णायक प्रश्न स्केलचाच आहे

तरीही, निर्णायक कसोटी ही नाही की रसायन पेपरमध्ये चालते का नाही. प्रश्न हा आहे की प्रक्रिया औद्योगिक फ्लोशीट्समध्ये स्पर्धात्मक खर्च, विश्वासार्ह throughput, आणि स्वीकारार्ह उपकरण गरजांसह स्केल होऊ शकते का. अहवाल या मुद्द्यावर सावध आहे. ही प्रगती विद्यमान पद्धतींच्या तत्काळ जागी घेणारी नसून, पुरवठ्याच्या संभाव्य उपयुक्त विविधीकरण म्हणून मांडली आहे.

तरीही, पुरवठा सुरक्षेमुळे अधिकाधिक आकार घेणाऱ्या बॅटरी बाजारात, प्रक्रिया तंत्रज्ञान भूगोलाइतकेच महत्त्वाचे ठरू शकते. एखादा साठा तेव्हाच धोरणात्मक असतो, जेव्हा उद्योगाकडे त्याचे बाजार पचवू शकेल अशा किमतीत बॅटरी-ग्रेड सामग्रीत रूपांतर करण्याचा व्यावहारिक मार्ग असतो.

हा विकास का महत्त्वाचा आहे

• तो स्पोड्युमीनला लक्ष्य करतो, ज्याला स्रोत मजकुरात सर्वात मुबलक लिथियम धातुक म्हटले आहे.
• ही पद्धत सध्याच्या हार्ड-रॉक निष्कर्षण मार्गांच्या तुलनेत कमी ऊर्जा वापरण्यासाठी डिझाइन केली आहे.
• त्याची प्रारंभिक रसायने पुन्हा निर्माण होतात, आणि उपउत्पादांना व्यावसायिक मूल्य असू शकते.

ही प्रक्रिया प्रयोगशाळेबाहेरही टिकली, तर ती लिथियम शुद्धीकरणातील एक पाऊलच नव्हे तर अधिक सुधारू शकते. बॅटरी-ग्रेड लिथियम आर्थिकदृष्ट्या कुठे तयार करता येईल याचा नकाशाही विस्तारू शकते, ज्यामुळे व्यापक बॅटरी पुरवठा साखळी अधिक लवचिक बनेल.

हा लेख Ars Technica च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.