Neue Argonne-Studie steigert die Lithiumproduktion
Luftbild von Lithium-Absetzbecken

Neue Argonne-Studie steigert die Lithiumproduktion

Eine große neue Studie von Forschern des Argonne National Laboratory des U.S. Department of Energy (DOE) hat entscheidende neue Einblicke in den Lithium-Produktionsprozess und seine Beziehung zur langfristigen ökologischen Nachhaltigkeit geliefert, insbesondere im Bereich des Transports mit Batterien und Elektrofahrzeugen.

Der Artikel „Energy, Greenhouse Gas, and Water Life Cycle Analysis of Lithium Carbonate and Lithium Hydroxide Monohydrate from Brine and Ore Resources and Their Use in Lithium Ion Battery Cathodes and Lithium Ion Batteries“ befasst sich mit Treibhausgasen und Wasser aus Lithiumcarbonat und Lithiumhydroxid-Monohydrat Brine and Mineral Resources and their Use in Lithium-Ionen-Batteriekathoden und Lithium-Ionen-Batterien), veröffentlicht in der Zeitschrift Resources, Conservation & Recycling, war das Ergebnis einer einzigartigen Zusammenarbeit mit SQM, einem chilenischen Unternehmen, das eines der größten Lithiumunternehmen ist Produzenten der Welt.

Laut dem Argonne Life Cycle Analyst und Hauptautor Jarod Kelly stellten die Forscher – unter Verwendung von Betriebsdaten von SQM – fest, dass die Beschaffung von Lithium sowohl aus Prozess- als auch aus Standortsicht einen großen Einfluss auf die damit verbundenen Umweltauswirkungen haben kann.

„Die Ergebnisse zeigen, dass konzentrierte Lithiumsole und die damit verbundenen Endprodukte in Bezug auf Energieverbrauch, Treibhausgasemissionen, Schwefeldioxidemissionen und Wasserverbrauch je nach verwendeter Zuteilungsmethode erheblich variieren können“, erklärte Kelly.

Die Forscher modellierten auf Sole basierendes Lithium, das aus dem Salar de Atacama, einer großen Salzwüste im Norden Chiles, in der Nähe der Anden, gewonnen wurde. Lithium wird auf natürliche Weise in großen Teichen getrocknet, um Wasser zu verdampfen, Lithium zu konzentrieren und Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend werden Materialien und Energie zugeführt, um Lithiumcarbonat und Lithiumhydroxid herzustellen. Diese beiden Endprodukte werden weltweit an Batteriekathodenhersteller geliefert, die sie zu unterschiedlichsten Batteriematerialien verarbeiten.

Die Ergebnisse der Studie könnten wichtige Auswirkungen auf die Optimierung der Lithiumproduktion in jeder Phase des Prozesses haben und zu umweltfreundlicheren Produkten, insbesondere batterieelektrischen Fahrzeugen, führen. Die Internationale Energieagentur prognostiziert, dass die Nachfrage nach Lithium zwischen 40 und 2020 um das 2040-Fache steigen könnte, hauptsächlich aufgrund des weltweiten Einsatzes von Elektrofahrzeugen.

"Die Untersuchung der aktuellen Lithiumproduktion und die Betrachtung der zukünftigen Produktion, einschließlich in den Vereinigten Staaten, sind entscheidend für die Aufrechterhaltung des Einsatzes von Elektrofahrzeugen", sagte Michael Wang, Direktor des Argonne Systems Evaluation Center und Mitautor des Studios.

„Diese Studie legt eine Basislinie für aktuelle Praktiken fest und zeigt uns potenzielle Bereiche für Verbesserungen auf“, fügte Kelly hinzu. "Mit mehr Forschung wird es möglich sein, diese Informationen zu nutzen, um bei der Entwicklung von Best Practices für die nachhaltigste Herstellung von Lithium zu helfen."

SQM kontaktierte Argonne erstmals im vergangenen Jahr, um bei der Unterstützung der kürzlich bekannt gegebenen ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele des Unternehmens zusammenzuarbeiten. „In Übereinstimmung mit unserem Nachhaltigkeitsplan wollen wir uns die CO2030-Emissionen, den Wasserverbrauch und den Energieverbrauch unserer Lithiumprodukte genauer ansehen und sehen, wie sich dies auf den Rest der Wertschöpfungskette auswirkt“, sagte Veronica Gautier, Leiterin der Innovation bei QM. „Diese Informationen werden uns helfen, unser Ziel zu erreichen, bis XNUMX COXNUMX-neutral zu sein.“

Die Analyse wird auch dazu beitragen, ein allgemeines Problem im globalen Trend zur Elektrifizierung des Transports mit batterieelektrischen Fahrzeugen anzugehen, sagte Wang: „Elektrifizierung zielt oft auf ökologische Nachhaltigkeit ab. Aber wir müssen mehr über die Produktion von Lithiumbatterien wissen, bevor wir sagen können, dass wir uns wirklich auf einem nachhaltigen Weg befinden“, sagte er. „Diese Studie liefert entscheidende Einblicke in die Wertschöpfungskette der Elektromobilität.“

Für die formale Analyse wurde das Open-Source-Modellierungstool GREET (Greenhouse gases Regulated Emissions and Energy in Technologies) von Argonne mit detaillierten Daten und technischem Wissen von SQM verwendet. Zusätzlich zu Lithium in Sole, das in Chile abgebaut wurde, erweiterten die Forscher ihre Daten, indem sie Lithium in Erz modellierten, das aus Spodumenerz in Westaustralien abgebaut wurde.

Kelly sagte, es sei die erste Analyse dieser Art, die auf so umfassenden Daten eines Industriepartners basierte. Gautier fügte hinzu, dass SQM erfreut sei, dass die Studienergebnisse nun öffentlich zugänglich sind und zu den weltweiten Bemühungen um eine verantwortungsvolle und nachhaltige Lithiumproduktion beigetragen haben.

„Es ist uns wichtig, volle und vollständige Transparenz darüber zu haben, wie unser Prozess funktioniert, und wir freuen uns, die Erfahrung und das Fachwissen von Argonne zu nutzen“, sagte er. "Das Teilen dieser Informationen wird einen großen pädagogischen Wert haben."

Erfahren Sie mehr, indem Sie die Publikation hier herunterladen: Link

SQM Lithium-Separator