LIthium is een essentieel ingrediënt van batterijen, en de vraag naar het element neemt snel toe met het aantal nieuwe elektrische auto’s. De lithiummijnen zijn mogelijk over enkele decennia uitgeput, maar een nieuwe technologie kan ons in één klap toegang verschaffen tot 5000 keer de hoeveelheid lithium die in de bodem zit.
De nog onbenutte lithiumbron is zeewater. Dat bevat slechts 0,00002 procent lithium, maar de oceanen zijn zo groot dat dit in totaal toch neerkomt op circa 180 miljard ton.
Het was alleen te complex en te duur om lithium aan zeewater te onttrekken. Maar nu hebben onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saoedi-Arabië een membraan ontwikkeld dat toegang biedt tot het vele lithium in zee.
Lithium is een belangrijk bestanddeel van lithiumionbatterijen in elektrische auto’s. Die bevatten zo’n 12 kilo lithium.
Het membraan bestaat uit lithium-lanthaan-titaan-oxide (LLTO), en de gaten in de kristalstructuur van het membraan zijn precies groot genoeg om lithiumionen door te laten.
Elektrische spanning zorgt ervoor dat positief geladen lithiumionen vanuit een kamer met zeewater door het LLTO-membraan naar een kamer met een koperkathode gaan. Tegelijk gaan negatief geladen ionen door een zogeheten anionenwisselaarmembraan naar een derde kamer met een platina-anode.
Het water in de kamer met de koperkathode wordt vier keer ‘gedestilleerd’, tot de concentratie lithium zo hoog is dat het gewilde element met bekende technologieën kan worden onttrokken.
Dit proces vergt uiteraard energie, maar er is slechts 76 kWh nodig voor 1 kilo lithium – minder dan de wereldmarktprijs van een kilo lithium.
En de LLTO-methode produceert niet alleen lithium. Waterstof en chloor, ook gewilde elementen, kunnen worden gewonnen uit respectievelijk de kathode en de anode. Bovendien wordt het water ontzilt, zodat het als drinkwater kan worden gebruikt.
De ontzilting van zeewater is op veel plekken ter wereld essentieel voor de zoetwatervoorziening.
De volgende stap is de LLTO-methode op grotere schaal te testen en op den duur een echte productiecentrale te bouwen.