THEPOWERGAME
Περίπου το 60% του παγκόσμιου λιθίου, ενός μετάλλου με μεγάλη ζήτηση στην κατασκευή μπαταριών, προέρχεται από λίμνες εξάτμισης, όπως αυτή που απεικονίζεται στη φωτογραφία, που βρίσκονται σε ερήμους στην Αργεντινή, τη Βολιβία και τη Χιλή.
Αυτές οι λίμνες, οι οποίες μπορεί να έχουν επιμέρους εκτάσεις 60 km2 ή και περισσότερο, γεμίζουν με άλμη πλούσια σε λίθιο που αντλείται από το υπέδαφος. Αυτή η άλμη, όπως υποδηλώνει και το όνομα των λιμνών, συμπυκνώνεται σε αυτές με εξάτμιση, και στη συνέχεια υφίσταται επεξεργασία για να καθαριστεί από άλλα μέταλλα, όπως νάτριο και μαγνήσιο, ενώ το λίθιο καθιζάνει ως ανθρακικό λίθιο.
Όλα αυτά απαιτούν χρόνο – συχνά έως και δύο χρόνια, ενώ η διαδικασία καθαρισμού είναι πολύπλοκη και αναποτελεσματική. Ως συνέπεια, μόνο το 30% περίπου του λιθίου της αρχικής άλμης φτάνει στην αγορά.
Ωστόσο, η αμερικανική εταιρεία EnergyX σχεδιάζει αλλαγές στη διαδικασία. Χρησιμοποιώντας μια πολυμερή μεμβράνη που αναπτύχθηκε από τον Benny Freeman του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν, η εταιρεία σκοπεύει, ξεκινώντας αργότερα φέτος, να φιλτράρει το λίθιο απευθείας από την άλμη.
Ο Δρ Freeman λέει ότι η πιλοτική μονάδα της εταιρείας, η οποία θα μπορεί να χωρέσει σε ένα τυπικό εμπορευματοκιβώτιο, θα πρέπει να είναι σε θέση να διαχειρίζεται εκατομμύρια λίτρα άλμης την ημέρα. Μόλις η διαδικασία τελειοποιηθεί, εκτιμά ότι θα μπορεί, μέσα από μια άλμη, να εξάγεται τουλάχιστον το 90% του λιθίου.
Μιλώντας στη συνάντηση της ΑΑΑS, ο Δρ Freeman εξήγησε ότι η έμπνευσή του προήλθε από τα πρωτεϊνικά κανάλια που ελέγχουν τη ροή των ιόντων μετάλλων μέσα και έξω από τα βιολογικά κύτταρα.
Ένα κανάλι καλίου, για παράδειγμα, είναι 10.000 φορές πιο διαπερατό στα ιόντα καλίου από ό,τι σε εκείνα του νατρίου. Τα σύγχρονα εργαλεία απεικόνισης και οι υπερυπολογιστές έχουν αποκαλύψει τη δομή αυτών των καναλιών, επιτρέποντας τη μίμησή τους.
Το αποτέλεσμα είναι μια μεμβράνη που διαπερνάται από πόρους μεγέθους νανομέτρου, οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από δακτυλίους ατόμων άνθρακα και οξυγόνου που είναι ακριβώς διατεταγμένοι έτσι ώστε να αφήνουν τα ιόντα λιθίου να περνούν, ενώ επιβραδύνουν τη διέλευση άλλων, όπως το νάτριο.
Αρχικά, αυτές οι μεμβράνες θα εμπλουτίσουν τα επίπεδα λιθίου μιας άλμης πριν αυτή εισέλθει στις λίμνες. Τελικά, θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις λίμνες παράγοντας ένα καθαρό και συμπυκνωμένο διάλυμα υδροξειδίου του λιθίου κατάλληλο για άμεση βιομηχανική χρήση.
Στη συνάντηση, ο Seth Darling του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne, στο Ιλινόις, πρότεινε έναν άλλο τρόπος βελτίωσης της αποδοτικότητας των λιμνών. Η πραγματική εξάτμιση γίνεται κυρίως με τη θερμότητα που παρέχεται ως ηλιακό φως.
Αλλά μεγάλο μέρος αυτής σπαταλιέται. Είτε θερμαίνει το νερό κάτω από την επιφάνεια μιας λίμνης -το οποίο, μη έχοντας επαφή με τον αέρα, δεν είναι επομένως διαθέσιμο για εξάτμιση- είτε εκπέμπεται εκ νέου πριν προλάβει να απελευθερώσει μόρια νερού.
Ο Δρ Darling σκέφτηκε ότι η κάλυψη μιας λίμνης με ένα υλικό που μετατρέπει το φως σε θερμότητα γρήγορα θα σταματούσε αυτές τις ατυχείς απώλειες, συγκεντρώνοντας το θερμαντικό αποτέλεσμα στην επιφάνεια της λίμνης, προωθώντας έτσι την εξάτμιση.
Εφόσον το υλικό αυτό ήταν επίσης πορώδες, θα άφηνε στη συνέχεια τους υδρατμούς που προέκυπταν να περάσουν και να βγουν στον αέρα, για να απομακρυνθούν.
Η πρώτη του προσπάθεια ήταν με κινεζικό μελάνι καλλιγραφίας, το οποίο, επειδή ήταν παχύρρευστο και απορροφούσε το φως, λειτούργησε καλά – μόνο που τελικά (όπως συμβαίνει με το μελάνι) διαλύθηκε στο νερό. Τώρα, όμως, προτιμά το κάρβουνο, το οποίο έχει επίσης το πράσινο πλεονέκτημα ότι κατασκευάζεται από γεωργικά απόβλητα.
Ο Δρ Darling λέει ότι το αποτέλεσμα είναι μια διαδικασία που μπορεί να μετατρέψει το προσπίπτον ηλιακό φως σε θερμότητα στην επιφάνεια του νερού με απόδοση σχεδόν 100%.
Εκτός από τη βελτίωση της εξόρυξης λιθίου, κάτι τέτοιο θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει βιομηχανίες, όπως την υδραυλική ρωγμάτωση και τα ορυχεία, που τείνουν να συσσωρεύουν μεγάλες λίμνες λυμάτων ως υποπροϊόν των δραστηριοτήτων τους.
Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ένας χαμηλού κόστους τρόπος μετατροπής του θαλασσινού νερού σε γλυκό, με τη σύλληψη των υδρατμών κατά την εξάτμισή τους.
Επιπλέον, εάν οι ιδέες του Δρ Freeman και του Δρ Darling μπορούν να απαλλαγούν από την ανάγκη χρήσης τεράστιων λιμνών εξάτμισης, θα δημιουργούνταν νέες πηγές λιθίου.
Η Salton Sea, μια λίμνη στη νότια Καλιφόρνια, περιέχει τεράστιες ποσότητες λιθίου και στο Τέξας πολλά υπόγεια ύδατα που απελευθερώνονται ως παρενέργεια της παραγωγής πετρελαίου είναι πλούσια σε αυτό.
Δυστυχώς, κανένα από αυτά τα μέρη δεν διαθέτει τις τεράστιες εκτάσεις άχρηστης γης που απαιτούνται για τα είδη των αναποτελεσματικών λιμνών εξάτμισης που χρησιμοποιούνται στη Νότια Αμερική. Η συρρίκνωση των μεγεθών αυτών των λιμνών, ή ακόμη και η απαλλαγή από αυτές εντελώς, θα άλλαζε τα πράγματα άρδην.
© 2021 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved.
Άρθρο από τον Economist το οποίο μεταφράστηκε και δημοσιεύθηκε με επίσημη άδεια από την www.powergame.gr Το πρωτότυπο άρθρο, στα αγγλικά βρίσκεται στο www.economist.com
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
