Extracción directa de litio: ¿humo o una tecnología disruptiva?
La industria de los vehículos eléctricos está creando un auge de las «puntocom» en torno a la transición energética, generando una multitud de nuevas empresas a medida que crea su propia cadena de suministro de nuevas tecnologías en la fabricación de baterías.
La industria de los vehículos eléctricos (EV) se puede comparar hoy con el auge (y caída) de las «puntocom» de la década de 1990, incluidos los innovadores que ahora compiten por inversiones para escalar las tecnologías de extracción directa de litio (DLE) a niveles comerciales para producir litio de grado de batería más rápidamente, en mayores cantidades y con una menor huella ambiental.
Los fabricantes de automóviles, las compañías mineras, los gobiernos y los inversionistas privados están invirtiendo millones de dólares en nuevas empresas de DLE e investigación y desarrollo (I+D) a medida que la industria de vehículos eléctricos y las necesidades de almacenamiento eléctrico a escala de red se expanden, provocando un déficit en las existencias de litio a medida que la demanda se dispara.
No invertir congelaría la transición energética en seco, considerando que, cuando se trata de baterías de alta densidad de energía, no hay alternativa al litio, todavía.
Las tecnologías DLE precipitan el litio de la salmuera utilizando filtros, membranas, perlas de cerámica u otros equipos, que a menudo se alojan en un pequeño almacén, lo que reduce significativamente la huella ambiental de las minas a cielo abierto y los múltiples estanques de evaporación del tamaño de un campo de fútbol que se utilizan para producir cantidades comerciales de litio tradicionalmente.
El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) estima que el 70 % o más de los depósitos de litio de EE. UU. se encuentran en reservas de salmuera en lugar de minas a cielo abierto, a las que el público suele oponerse firmemente.
En una conferencia de energía en marzo, la Secretaria de Energía de los EE. UU., Jennifer Granholm, calificó a DLE como «un cambio de juego» que ofrece «enormes oportunidades» y para identificar esas oportunidades, la Oficina de Tecnologías Geotérmicas (GTO) del DOE está financiando el «Premio de extracción de litio geotérmico hecho en Estados Unidos» para desarrollar una tecnología DLE comercialmente viable para salmueras geotérmicas en Salton Sea/Imperial Valley en el sur de California.
A principios de noviembre, el DOE identificó a 15 equipos de investigadores universitarios como semifinalistas en la Fase 1 de la competencia y otorgó subvenciones de $40,000 a cada equipo, que luego avanzó a la Fase 2.
Las asociaciones público-privadas refuerzan el movimiento de litio «hecho en Estados Unidos»
El gobierno también se está asociando con inversores privados, como lo demuestra la subvención de $ 15 millones de GTO a Berkshire Hathaway Inc. de Warren Buffett para probar la tecnología DLE, también en Salton Sea, informó Reuters. El DOE explica la urgencia y el énfasis en «hecho en Estados Unidos» al señalar en su sitio web que solo el 1% del suministro de litio de EE. UU. se produce en el país.
En un artículo del año pasado, Harvard International Review advirtió que la industria mundial de vehículos eléctricos, por importante que sea para la transición energética, podría convertirse en una versión del siglo XXI de la burbuja de las puntocom de antaño dados los «aumentos masivos en los subsidios gubernamentales, la confianza del consumidor y popularidad” que puede crear oportunidades de inversión privada demasiado publicitadas y, a menudo, vacías.
Esta evaluación se aplicaría, por supuesto, también a la cadena de suministro de vehículos eléctricos, que incluye la fabricación de baterías y el abastecimiento de componentes, incluidos metales básicos como el litio y el cobalto.
Al investigar las opciones de tecnología DLE, el gigante mundial de productos químicos especializados Albemarle Corp., con sede en Charlotte, Carolina del Norte, y el mayor productor de litio del mundo con actividades en los cinco continentes, concluyó que DLE funciona mejor si se diseña para un depósito de litio específico, informó Reuters.
Si bien esta noticia puede empañar las esperanzas de encontrar una solución única para producir litio de forma rápida y más limpia, abre las puertas para que las pequeñas empresas de tecnología innovadora se asocien con jugadores globales proyecto por proyecto. Un ejemplo de ello es una empresa conjunta que se está gestando entre LANXESS AG de Alemania y Standard Lithium Ltd., con sede en Vancouver, Columbia Británica, en un proyecto DLE en Arkansas.
El piloto de Standard Lithium probó su tecnología LiSTR pendiente de patente para DLE durante 20 meses en un sitio de LANXESS en la Formación Smackover del Jurásico medio que cruza Arkansas desde el este de Texas hasta la península de Florida, afirmando haber demostrado que podía extraer litio de la salmuera en cuestión de horas. a diferencia de los meses requeridos en un estanque de evaporación convencional.
El 24 de febrero, los socios acordaron avanzar a la etapa de diseño de ingeniería inicial (FEED), con el objetivo de completar el estudio para el cuarto trimestre. Si el proyecto demuestra ser comercial y técnicamente factible, Standard Lithium «podría construir una planta» a sus expensas para producir «carbonato de litio de grado de batería» en uno de los tres sitios de LANXESS en El Dorado, Arkansas, según LANXESS, que ha la opción de adquirir una participación de hasta el 49%.
El proceso de Standard Lithium utiliza “un material adsorbente cerámico sólido con una red cristalina” para extraer “selectivamente” los iones de litio de la salmuera y luego liberar el elemento para su recuperación. Con la temperatura de la salmuera a aproximadamente 160 °F (70 °C), no se necesita «energía adicional» para crear la reacción química, dijo la compañía.
En octubre, Koch Strategic Platforms invirtió $100 millones en Standard Lithium y, en diciembre, Standard Lithium firmó una carta de intención con Koch Engineered Solutions para formar el equipo integrado de gestión de proyectos para ejecutar el trabajo previo al FEED.
Mientras tanto, la división de negocios New Energy de Schlumberger firmó una sociedad en la primavera de 2021 con Panasonic Energy of North America (un proveedor de baterías de Tesla) y Pure Energy Minerals, con sede en Vancouver, para desarrollar un proceso de extracción de litio «innovador y sostenible» para NeoLith de New Energy. Proyecto piloto de energía en Clayton Valley, Nevada.
Como operador del proyecto, Schlumberger busca reducir el consumo de agua en NeoLith Energy “en más del 85 % en comparación con los métodos actuales de extracción de litio de la salmuera”, dijo la compañía en un comunicado de prensa. Muchos procesos DLE usan grandes cantidades de agua potable, una desventaja de una tecnología que parece curar un pecado ambiental al crear otro.
General Motors Co., por ejemplo, se basa en una tecnología para suministrar una gran cantidad de su litio del Mar de Salton que, según Reuters, «utiliza 10 toneladas de agua potable por cada tonelada de litio producida», mientras que Lilac Solutions Inc., de propiedad privada, respaldado por BMW y Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, sugiere que el agua salobre podría filtrarse a través de una planta desalinizadora para evitar el uso de agua potable.
A principios de mayo, Schlumberger y TechMet Ltd., una empresa industrial privada con sede en Irlanda, invirtieron en EnergySource Minerals con la intención de crear una asociación estratégica para integrar la plataforma de extracción de litio ILiAD en la etapa inicial del proceso utilizado por NeoLith Energy.
Schlumberger dijo que ampliará las pruebas de la plataforma (que se ha probado en otras salmueras durante 6 años) en la planta piloto de NeoLith Energy en Nevada y la implementará a escala global.
El DOE nombra a los semifinalistas en el premio de extracción de litio geotérmico «hecho en Estados Unidos»
La Oficina de Tecnologías Geotérmicas del Departamento de Energía de EE. UU. anunció que los siguientes semifinalistas avanzarán a la Fase 2 de la competencia de $4 millones para desarrollar tecnologías de extracción directa de litio para su aplicación a salmueras geotérmicas en Salton Sea/Valle Imperial de California.
Cada equipo recibirá una subvención de $40,000 y avanzará sus propuestas durante la segunda fase para demostrar sus habilidades de diseño. Aquellos que avancen a la Fase 3 fabricarán y probarán sus diseños.
Universidad de Wyoming: ligandos Goldilocks para la recuperación directa de litio
Universidad de Boston: DLE a LiOH con membranas cerámicas conductoras de iones
Universidad George Washington: producción directa de LiOH a partir de salmueras geotérmicas
Instituto de Tecnología de Massachusetts: litio de la extracción de membrana osmótica-electrocinética híbrida utilizando un enfoque de separación de membrana en cascada
Universidad del Instituto Tecnológico de Massachusetts: filtrado de iones de litio con grafeno Universidad Estatal de Oregón: Li2CO3 mediante desalinización termociclónica de dos etapas
Rice University: electrodiálisis altamente selectiva para la extracción de Li
Texas Tech University: DLE con proceso intensificado basado en membranas University of Illinois Urbana-Champaign: membrana redox para extracción de LiOH
Universidad de Massachusetts Dartmouth—LiRIX-Nano
Universidad de Miami: extracción de litio electroquímica innovadora
Universidad de Texas en Austin: producción directa de LiOH a través de BPED selectiva (electrodiálisis de membrana bipolar)
Universidad de Utah: tecnología de tamiz de iones de litio de ingeniería
Universidad de Virginia: uso de un material de intercalación sólido selectivo, electrodiálisis y separación aguas abajo para capturar litio
Universidad de Wyoming: una membrana selectiva para LiOH en un solo paso
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Pat Davis SzymczakPat Davis Szymczak ha cubierto petróleo y gas durante 30 años, gran parte de eso fuera del hemisferio oriental. Fundó
Oil & Gas Eurasia y anteriormente trabajó para Argus Media, la revista de materias primas
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St. Louis Globe-Democrat. Tiene una maestría en periodismo de la Universidad de Illinois y una licenciatura en relaciones internacionales de Knox College. Puede comunicarse con ella en
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