新的阿贡研究促进可持续锂生产

美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室研究人员的一项重大新研究为锂生产过程及其与长期环境可持续性的关系提供了重要的新见解,尤其是在电池和电动汽车运输领域。

文章“来自盐水和矿石资源的碳酸锂和一水氢氧化锂的能量、温室气体和水生命周期分析及其在锂离子电池阴极和锂离子电池中的用途”来自碳酸锂和一水氢氧化锂的温室气体和水卤水和矿物资源及其在锂离子电池和锂离子电池阴极中的用途),发表在资源、保护和回收杂志上,是与智利公司 SQM 进行独特合作的结果,该公司是最大的公司之一。全球锂生产商。

根据 Argonne 生命周期分析师和主要作者 Jarod Kelly 的说法,研究人员使用 SQM 提供的运营数据发现,从流程和位置的角度来看,采购锂都会极大地影响与其相关的环境影响的测量结果。

“结果表明,浓缩锂卤水及其相关终端产品在能源消耗、温室气体排放、二氧化硫排放和水消耗方面可能因分配方法而异。所使用的资源,”凯利解释道。

研究人员模拟了从位于智利北部安第斯山脉附近的阿塔卡马盐沼中提取的卤水锂。 锂在大池中自然干燥,蒸发水分,浓缩锂,去除杂质。 然后添加材料和能量以生产碳酸锂和氢氧化锂。 这两种最终产品被运往世界各地的电池阴极生产商,后者将它们加工成各种电池材料。

该研究的结果可能对优化该过程每个阶段的锂生产具有重要意义,从而产生更环保的产品,尤其是电池电动汽车。 国际能源署预测,40 年至 2020 年对锂的需求可能增加 2040 倍,主要是由于电动汽车在全球的部署。

该研究的合著者、阿贡系统评估中心主任迈克尔王说:“检查当前的锂生产并寻求未来的生产,包括美国的生产,对于维持电动汽车的部署至关重要。”

“这项研究为当前实践建立了基线,并向我们展示了需要改进的潜在领域,”凯利补充道。 “通过更多的研究,有可能利用这些信息来帮助开发以最可持续的方式生产锂的最佳实践。”

SQM 最初于去年联系了 Argonne,以合作支持该公司最近公布的雄心勃勃的可持续发展目标。 “根据我们的可持续发展计划,我们希望更仔细地研究我们锂产品的碳排放、水消耗和能源消耗,看看它如何影响价值链的其他部分,”创新主管 Veronica Gautier 说。在 SQM。 “这些信息将帮助我们实现到 2030 年实现碳中和的目标。”

王说,该分析还将有助于解决全球电动汽车运输电气化趋势中的一个普遍问题。“电气化通常旨在实现环境可持续性。 但我们需要更多地了解锂电池生产,然后才能说我们真的走上了可持续发展的道路,”他说。 “这项研究提供了有关电动汽车价值链的重要信息。”

正式分析使用了 Argonne 的开源建模工具 GREET(技术中的温室气体调节排放和能源),以及来自 SQM 的详细数据和技术知识。 除了在智利开采的盐水中的锂,研究人员还通过对从西澳大利亚锂辉石矿石开采的矿石中的锂进行建模来扩展他们的数据。

凯利说,这是首次基于行业合作伙伴提供的如此全面的数据进行此类分析。 Gautier 补充说,SQM 很高兴研究结果现已公开,并有助于全球努力确保负责任和可持续的锂生产。

“对我们的流程如何运作保持完全透明对我们来说很重要,我们很高兴利用 Argonne 的专业知识和经验,”他说。 “分享这些信息将具有很大的教育价值。”

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