Une nouvelle étude majeure menée par des chercheurs du Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) a fourni de nouvelles informations essentielles sur le processus de production de lithium et sa relation avec la durabilité environnementale à long terme, en particulier dans le domaine du transport avec des batteries et des véhicules électriques. .
L'article "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" gaz à effet de serre et eau provenant du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium monohydraté de saumure et ressources minérales et leur utilisation dans les cathodes de batteries lithium-ion et les batteries lithium-ion), publié dans la revue Resources, Conservation & Recycling, est le résultat d'une collaboration unique avec SQM, une société chilienne qui est l'un des plus grands producteurs de lithium. producteurs dans le monde.
Selon l'analyste du cycle de vie d'Argonne et auteur principal Jarod Kelly, les chercheurs - en utilisant les données opérationnelles fournies par SQM - ont découvert que l'approvisionnement en lithium, à la fois du point de vue du processus et de l'emplacement, peut grandement affecter les impacts environnementaux associés.
"Les résultats montrent que la saumure de lithium concentrée et ses produits finaux associés peuvent varier considérablement en termes de consommation d'énergie, d'émissions de gaz à effet de serre, d'émissions de dioxyde de soufre et de consommation d'eau en fonction de la méthode d'allocation des ressources utilisées", a expliqué Kelly.
Les chercheurs ont modélisé du lithium à base de saumure extrait du Salar de Atacama, un grand plat salé situé dans le nord du Chili, près de la chaîne de montagnes des Andes. Le lithium est naturellement séché dans de grands étangs pour évaporer l'eau, concentrer le lithium et éliminer les impuretés. Des matériaux et de l'énergie sont ensuite ajoutés pour produire du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium. Ces deux produits finis sont expédiés dans le monde entier aux producteurs de cathodes de batterie, qui les transforment en une grande variété de matériaux de batterie.
Les résultats de l'étude pourraient avoir des implications importantes pour l'optimisation de la production de lithium à chaque étape du processus, conduisant à des produits plus respectueux de l'environnement, en particulier les véhicules électriques à batterie. L'Agence internationale de l'énergie prévoit que la demande de lithium pourrait augmenter de 40 fois entre 2020 et 2040, principalement en raison du déploiement mondial des véhicules électriques.
"L'examen de la production actuelle de lithium et l'examen de la production future, y compris aux États-Unis, sont essentiels pour soutenir le déploiement des véhicules électriques", a déclaré Michael Wang, directeur de l'Argonne Systems Evaluation Center et co-auteur du studio.
"Cette étude établit une base de référence pour les pratiques actuelles et nous montre les domaines potentiels d'amélioration", a ajouté Kelly. "Avec plus de recherche, il sera possible d'utiliser ces informations pour aider à développer les meilleures pratiques pour produire du lithium de la manière la plus durable."
SQM a initialement contacté Argonne l'année dernière pour collaborer à l'appui des objectifs ambitieux de développement durable récemment dévoilés par l'entreprise. "Conformément à notre plan de développement durable, nous voulons examiner de plus près les émissions de carbone, la consommation d'eau et la consommation d'énergie de nos produits au lithium, et voir comment cela affecte le reste de la chaîne de valeur", a déclaré Veronica Gautier, responsable de l'innovation. au SQM. "Ces informations nous aideront à atteindre notre objectif d'être neutre en carbone d'ici 2030."
L'analyse aidera également à résoudre un problème général dans la tendance mondiale à l'électrification des transports avec des véhicules électriques à batterie, a déclaré M. Wang : « L'électrification vise souvent la durabilité environnementale. Mais nous devons en savoir plus sur la production de batteries au lithium avant de pouvoir dire que nous sommes vraiment sur une voie durable", a-t-il déclaré. "Cette étude fournit des informations cruciales sur la chaîne de valeur de la mobilité électrique."
L'analyse formelle a utilisé l'outil de modélisation open source d'Argonne, GREET (Greenhouse gas Regulated Emissions and Energy in Technologies), avec des données détaillées et des connaissances techniques provenant de SQM. En plus du lithium dans la saumure extrait au Chili, les chercheurs ont élargi leurs données en modélisant le lithium dans le minerai extrait du minerai de spodumène en Australie occidentale.
Kelly a déclaré qu'il s'agissait de la première analyse de ce type à être basée sur des données aussi complètes provenant d'un partenaire industriel. Gautier a ajouté que SQM était heureux que les résultats de l'étude soient désormais accessibles au public et contribuent aux efforts mondiaux pour assurer une production de lithium responsable et durable.
"Il est important pour nous d'avoir une transparence totale et complète sur le fonctionnement de notre processus, et nous sommes ravis de tirer parti de l'expérience et de l'expertise d'Argonne", a-t-il déclaré. "Le partage de ces informations aura une grande valeur éducative."
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