Původně publikováno na The Karlsruhe Institute of Technology
Ať už se jedná o ukládání energie do sítě, elektromobilitu nebo nositelnou elektroniku – lithium-iontové baterie se staly nedílnou součástí našich životů. K jeho výrobě se ročně těží miliony tun lithia v místech daleko od Německa. Vynález vědců z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) by však nyní mohl umožnit i ekonomickou těžbu v této zemi. V plánu je extrahovat lithium pomocí minimálně invazivního procesu z hlubokých vod v geotermálních elektrárnách Hornorýnského příkopu.
Ve skalních útvarech hluboko pod Hornorýnským příkopem se ukrývá minerální poklad:rozpuštěné v rezervoárech slané termální vody čeká značné množství prvku lithia na využití. „Pokud víme, může to být až 200 miligramů na litr,“ říká geovědec Dr. Jens Grimmer z Institutu aplikovaných geověd (AGW) z KIT:„Pokud budeme důsledně využívat tento potenciál, mohli bychom pokrýt značnou část poptávky v Německu." V současné době je Německo čistým dovozcem kýženého zdroje, který je potřebný hlavně pro výrobu bateriových článků pro elektromobily, a má tak velký význam pro program spolkové vlády na ochranu klimatu. Dovoz pochází z typických těžařských zemí Chile, Argentiny a Austrálie, které představují více než 80 procent celosvětové produkce.
Až dosud bylo těžbě domácích zásob zabráněno neexistencí vhodného procesu, jak tento zdroj využívat nákladově efektivním, ekologickým a udržitelným způsobem. Společně se svou výzkumnou kolegyní Dr. Florencií Saravia z výzkumné jednotky Německé technické a vědecké asociace pro plyn a vodu (DVGW) v institutu Engler-Bunte (EBI) v KIT Grimmer takový proces vyvinul a KIT nyní podal patent žádost o to. „V prvním kroku se ionty lithia odfiltrují z termální vody a ve druhém kroku se dále koncentrují, dokud se lithium nevysráží jako sůl,“ říká Grimmer.
Minimální ekologické škody při domácí těžbě lithia
Ve srovnání s tradičními metodami výroby lithia z jihoamerických solných jezer a australských pevných hornin nabízí proces Grimmer-Saravia některé klíčové výhody:Stávající infrastruktura geotermálních elektráren, kterými ročně protékají až dvě miliardy litrů termální vody, může být použit. Oproti klasické těžbě nevzniká téměř žádná skrývka a spotřeba půdy je minimální. Jelikož se termální voda po použití vrací zpět do podzemí, neuvolňují se žádné škodlivé látky a není narušena tvorba geotermální elektřiny a tepla. Lithium lze nepřetržitě těžit během několika hodin v koloběhu termální vody geotermální elektrárny, zatímco v jihoamerických slaných jezerech proces obohacování trvá několik měsíců a je vysoce závislý na počasí. Vydatné srážky tam mohou zpomalit produkci o týdny nebo dokonce měsíce. Proces navíc nabízí možnost extrahování dalších vzácných a cenných prvků jako je rubidium nebo cesium z termální vody. Ty jsou vyžadovány například v laserové a vakuové technologii.
Vzhledem k tomu, že proces může využívat technickou a energetickou infrastrukturu geotermální elektrárny, vyniká v porovnání s tradičními procesy velmi pozitivně i jeho bilance CO2. „Vyvážíme mnoho ekologických problémů do třetích zemí, abychom udrželi a zlepšili naši životní úroveň. Díky tomuto procesu můžeme převzít odpovědnost a těžit důležité suroviny pro moderní technologie ekologicky přímo u našich dveří,“ říká Florencia Saravia. „Můžeme také budovat regionální hodnotové řetězce, vytvářet pracovní místa a zároveň snižovat geopolitické závislosti.“
Stovky tun lithia ročně z jednoho závodu
Společně s průmyslovými partnery nyní oba vědci pracují na vývoji testovacího zařízení pro extrakci lithia. V tomto prvním prototypovém zařízení, které má být postaveno v geotermální elektrárně v příkopu Horního Rýna, bude v prvním kroku vytěženo několik kilogramů uhličitanu lithného nebo hydroxidu lithného. Pokud budou testy úspěšné, plánuje se výstavba velkého závodu. V každé geotermální elektrárně by pak bylo možné vyrobit několik stovek tun hydroxidu lithného ročně. Podle aktuálních údajů činí potenciál v Hornorýnském příkopu na německé a francouzské straně několik tisíc tun vytěžitelného lithia ročně.
Více o KIT Energy Center: http://www.energie.kit.edu 
Jako „Výzkumná univerzita v Helmholtzově asociaci“ KIT vytváří a předává znalosti pro společnost a životní prostředí. Cílem je významně přispět ke globálním výzvám v oblasti energetiky, mobility a informací. K tomu spolupracuje asi 9 300 zaměstnanců v širokém spektru oborů přírodních věd, technických věd, ekonomie, humanitních a společenských věd. KIT připravuje svých 24 400 studentů na zodpovědné úkoly ve společnosti, průmyslu a vědě nabídkou studijních programů založených na výzkumu. Inovační úsilí v KIT staví most mezi důležitými vědeckými poznatky a jejich aplikací ve prospěch společnosti, ekonomické prosperity a zachování našeho přirozeného základu života. KIT je jednou z německých univerzit excelence.
Obrázek:Více lithia pro baterie budoucnosti elektrických vozidel by mohlo pocházet z geotermální solanky (kredit obrázku: Oak Ridge National Laboratory).
Prostřednictvím souvisejícího příběhu:V elektrických vozidlech panují obavy z dodávek lithia Happy Talk – nebo ne, podle okolností
