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it house a rapporté le 29 août que les batteries au lithium sont largement utilisées dans les véhicules électriques et divers appareils électroniques, mais que le processus de production du lithium peut avoir un impact sérieux sur l'environnement, ce qui fait que les batteries au lithium ne sont pas vraiment « vertes ». des scientifiques de l'université de stanford ont développé une nouvelle méthode d'extraction du lithium qui est plus efficace, deux fois moins coûteuse et plus respectueuse de l'environnement que les méthodes traditionnelles.

source : tesla

la recherche est importante car la demande de lithium augmentera considérablement à l'avenir à mesure que les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie renouvelable deviendront plus populaires, tandis que les méthodes traditionnelles d'extraction du lithium nécessitent de grandes quantités de ressources, notamment de l'énergie, de la terre et de l'eau. actuellement, il faut environ 500 000 litres d’eau pour extraire une tonne de lithium. de plus, les méthodes traditionnelles nécessitent une exploitation minière en profondeur dans la croûte terrestre, et cette ressource précieuse est concentrée dans quelques endroits, comme le chili et la bolivie.

selon it house, la grande majorité du lithium provient actuellement de l’exploitation minière de roches dures dans les zones de lacs salés, comme les salines d’atacama au chili. l’extraction du lithium de ces sources prend environ 18 mois, car la saumure riche en minéraux doit être extraite et pompée dans des bassins d’évaporation couvrant une superficie de 26 kilomètres carrés. le rayonnement solaire évapore la saumure, qui est continuellement pompée d’une piscine à l’autre à des concentrations toujours croissantes, puis collectée et raffinée en lithium. les taux de récupération du lithium pour les méthodes traditionnelles sont généralement de 40 %.

une équipe de recherche dirigée par yi cui, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la school of engineering de l'université de stanford, a développé une méthode appelée électrodialyse galvanique redox (rce). il fonctionne en utilisant l'électricité pour transporter le lithium de l'eau avec une concentration en métal plus faible vers une solution avec une concentration plus élevée à travers une membrane électrolytique à l'état solide. grâce à une série de cellules, la concentration en lithium augmente progressivement jusqu'à ce que le métal soit facilement séparé.

la méthode rce présente de nombreux avantages :

seulement un dixième de la puissance des méthodes d’extraction traditionnelles est nécessaire.

la sélectivité du lithium est proche de 100 % et le rendement est extrêmement élevé.

le coût de l’extraction d’une tonne de lithium à partir d’une saumure est généralement d’environ 9 100 dollars, tandis que la méthode rce coûte entre 3 500 et 4 400 dollars.

cette méthode élimine le besoin de grands bassins d’évaporation, réduit considérablement l’impact environnemental de l’extraction du lithium et élargit la source mondiale de saumures de lithium disponibles.

les saumures aux états-unis, au canada et en europe sont plus difficiles à traiter car elles contiennent de grandes quantités de substances toxiques et ont des points d'ébullition plus élevés, mais l'approche rce pourrait les rendre économiquement viables dans ces régions.

des méthodes efficaces d’extraction directe du lithium (dle) sont étudiées depuis les années 1970 et certaines d’entre elles ont été commercialisées. cnbc note que 7 % du lithium provient de méthodes dle relativement durables. l'approche rce de l'équipe de stanford semble être la plus prometteuse, avec un rendement proche de 100 %, des besoins énergétiques réduits et des coûts d'exploitation réduits.

il reste à voir comment le procédé rce peut être étendu pour répondre à la demande, comment il peut être optimisé pour une extraction rapide et sûre, et s'il peut être appliqué à l'eau de mer contenant des sels de lithium. alors que la demande de lithium devrait augmenter dans les années à venir, cette nouvelle technologie a le potentiel de contribuer à répondre à notre demande croissante de lithium.

les résultats des recherches de l'équipe ont été publiés dans la revue matter.