Bataryalar için Güvenilir ve Sürdürülebilir Kaynak
Jeotermal enerji santraller, lityum ve diğer minerallerle dolu aşırı ısıtılmış tuzlu su üretir. Bilim adamları artık sürdürülebilir bir lityum kaynağı geliştirmek için teknoloji ortamını değerlendiriyor.
Jeotermal enerji üretiminin bir parçası olarak Kaliforniya'nın Salton Denizi'nin altından pompalanan tuzlu suyun karmaşıklığını tanımlamaya başlıyor. Dünyanın dört bir yanındaki jeotermal alanlar için, üretilen jeotermal tuzlu su basitçe yeraltına enjekte edildi, ancak şimdi, Salton Denizi jeotermal sahasında üretilen tuzlu suların, düşük karbonlu ulaşım ve enerji için kritik bir kaynak ihtiyacı olan muazzam miktarda lityum içerdiği açık hale geldi. Lityum iyon pillerde önemli bir bileşen olduğu için lityum talebi hızla artıyor. Mevcut olarak çok az lityum üretim tesisi var ve çoğu firma lityum ithal ediyor ancak bu kısa zamanda değişebilir.
ABD Enerji Bakanlığı'nın Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, yakın zamanda jeotermal tuzlu sudan mineral çıkarmak için geçmiş ve mevcut teknolojilerin kapsamlı bir incelemesini yayınladılar. Energies dergisinde yayınlanan inceleme, tuzlu sulardan lityum çıkarmak için kullanılan çok çeşitli teknolojileri tartışıyor ve değerlendiriyor. İnceleme, Kaliforniya'nın Salton Denizi bölgesindeki jeotermal tuzlu suların gelecekte önemli bir lityum kaynağı olmasının beklendiğini, ancak önemli teknik zorlukların üstesinden gelinmesi gerektiğini ortaya koyuyor. Makale baş yazarı Will Stringfellow, “Şu anda yerli lityum kaynakları geliştirmenin en büyük itici güçlerinden biri, gelecekte çok fazla lityuma ihtiyacımız olacak.Diğer ülkelerde dünyadan çıkarılan lityuma bağımlıyız ve aynı zamanda denizaşırı ülkelerde de işleniyor - bu nedenle önemli bir yerli pil üretimimiz yok. Ancak Amerika Birleşik Devletleri'nde sömürülebilecek potansiyel olarak çok sayıda lityum kaynağı var. Bu nedenle, bu kaynakların gerçekten çevre dostu bir şekilde çıkarılıp kullanılamayacağına bakıyoruz, böylece gerçekten 'yeşil' lityum kaynakları olacaklar."dedi.
Jeotermal tuzlu sulardan lityum çıkarılmasının özellikle zorlu olması bekleniyor. Tuzlu su, yeraltından çıktığında aşırı derecede sıcaktır ve lityuma ek olarak birçok çözünmüş mineralden oluşan zengin bir karışım içerir. Stringfellow, “Tuzlu su yeraltından 100°C'nin üzerinde ortaya tuzlu su yeraltından çıkıyor.Yani, ısı ile uğraşmak zorundasın. Isının yanında çıkan tuzlu suyun içinde ağır tuzlar, sodyum ve klorür var. Ayrıca çok fazla kalsiyum ve magnezyum ile demir ve silikon gibi başka şeyler de var. Bunların hepsi, potansiyel olarak ekstraksiyona müdahale edebilecek materyallerdir.”dedi.
Endüstriyel atık arıtma ve yönetimi konusunda uzman olan Stringfellow, Enerji Bakanlığı'nın ( hem jeotermal enerji hem de lityum tedarik zinciri ile ilgilendiğini söyledi. Striingfellow; “DOE'nin Jeotermal Teknolojileri Ofisi tarafından jeotermal enerji üretimi bağlamında mineral çıkarma teknolojisinin bağımsız bir analizini yapmak üzere görevlendirildik.” dedi. Bireysel temel süreçler hakkında daha önce incelemeler yapıldığını ancak bu bildiğimiz kadarıyla, sürecin daha uygulamalı bilim tarafına bakan ilk kapsamlı inceleme olduğu aktarıldı.
Berkeley Lab'ın jeotermal sistem programının lideri olan Stringfellow ve ortak yazar Patrick Dobson, yayınlanan literatüre ve endüstriyel ve hükümet raporlarına baktı ve lityum ekstraksiyon teknolojisi patentlerinin kapsamlı bir incelemesini yaptı. Teknolojik olarak en gelişmiş lityum ekstraksiyonu yöntemi, inorganik sorbentler kullanılarak lityumun adsorpsiyonudur ancak diğer umut verici teknolojiler de geliştirilmektedir. Lityumun tuzlu sulardan ekstraksiyonu için inorganik moleküler elek iyon değiştirici sorbentler uygulanıyorr ve bu teknolojinin geçmişteki mevcut uygulaması makalede tartışma konusu.
Dobson ve Stringfellow, piller gibi uygulamalar için sürdürülebilir lityum çıkarma, arıtma ve malzeme sentezi için bilim ve teknoloji geliştirmek üzere Berkeley Lab'de kurulan Lityum Kaynak Araştırma ve Yenilik Merkezi'nin (LiRRIC) üyeleridir.
Son çalışmalar, sıcak tuzlu suyun kimyasal bileşiminin, soğutmaya gerek kalmadan gerçek zamanlı olarak nasıl belirleneceğine odaklandı ve lityum ekstraksiyonunun verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için daha iyi işlem kontrolü sağladı. Salton Sea Berkshire Hathaway Enerji ve Kontrollü Termal Kaynaklarda faaliyet gösteren iki şirket lityum çıkarma teknolojilerinin diğer lityum üretim biçimleriyle maliyet açısından rekabetçi hale getirecek şekilde yapılıp yapılmayacağını görmek için teknoekonomik bir analiz üzerinde çalışıyorlar.
Kaynak:
Kaynak:lab-worldwide.com
Makale:mdpi.com