Un nuovo approccio all’estrazione del litio e di altri minerali essenziali

Basandosi su una ricerca dell’Università di Princeton, una startup sta rivoluzionando il metodo per estrarre il litio e altri materiali, che alimentano le attuali tecnologie per l’energia pulita e l’agricoltura moderna.

Facendo capo a una ricerca condotta alla Princeton University, una startup sta cambiando radicalmente il metodi di estrazione del litio e di altri materiali, tra cui nitrato e potassio, che alimentano le attuali tecnologie per l’energia pulita e supportano l’agricoltura moderna.

L’azienda Princeton Critical Minerals (ex PureLi), nata dall’ecosistema dell’Università di Princeton per l’innovazione e l’imprenditorialità, ha sviluppato una tecnologia per incrementare la produzione di minerali da bacini di evaporazione. Questi bacini attualmente generano circa il 40 percento del litio mondiale e la maggior parte del nitrato presente in natura.

La tecnologia consiste in un disco nero con uno speciale rivestimento antivegetativo che galleggia sulla superficie dei bacini come una ninfea ed è in grado di raddoppiare la quantità di luce solare in arrivo convertita in energia termica, accelerando il processo di evaporazione e la produzione di minerali. Come descritto da Z. Jason Ren, docente di ingegneria civile e ambientale presso l’Andlinger Center for Energy and the Environment e co-fondatore e direttore scientifico di PCM, questa tecnologia equivale a aggiungere un secondo sole alle vasche di evaporazione convenzionali a cielo aperto: “Quando la luce solare colpisce una vasca di evaporazione tradizionale, l’energia solare viene dissipata in tutta la vasca: il processo ha un’efficienza inferiore al 50 percento. La nostra tecnologia ha un’efficienza superiore al 96 percento nel convertire la luce solare in entrata in energia termica per accelerare l’evaporazione in un ambiente reale”.

Nei test pilota sul campo presso vasche di evaporazione nel Cile settentrionale, il team, in collaborazione con l’azienda chimica Sociedad Química y Minera de Chile (SQM), ha scoperto che la loro tecnologia ha aumentato i tassi di evaporazione rispetto alle vasche a cielo aperto di una percentuale compresa tra il 40 e il 122%, a seconda della composizione della salamoia nella vasca.

Ridurre l’impatto dell’estrazione dei minerali prezioni è uno degli obiettivi dell’industria attuale. Poiché la tecnologia aumenta l’efficienza produttiva delle vasche di evaporazione esistenti, il team di PCM ha affermato che potrebbe ridurre la necessità di costruire ulteriori vasche di evaporazione, spesso estese per diversi chilometri quadrati, per soddisfare la crescente domanda mondiale di litio e altri minerali essenziali. Analogamente, qualsiasi nuovo progetto potrebbe essere più compatto, con un ingombro spaziale ridotto e un impatto ambientale ridotto.

“Per molti versi, i processi di estrazione dei minerali sono gli stessi oggi di trent’anni fa. La nostra tecnologia potrebbe davvero rivoluzionare l’approccio convenzionale all’estrazione di minerali essenziali” commenta Sean Zheng, amministratore delegato di PCM ed ex Distinguished Postdoctoral Fellow presso l’Andlinger Center for Energy and the Environment.

Dalla ricerca al mondo reale 

Lo sviluppo del metodo di Princeton Critical Minerals è iniziato con una ricerca fondamentale: l’Università ha pubblicato un articolo scientifico sulla tecnologia e sui processi di evaporazione coinvolti, “ma sentivamo anche che questa tecnologia avrebbe potuto avere un impatto. Volevamo trovare un modo per portarla oltre il laboratorio” continua Zheng. 

La collaborazione tra università e impresa è stata fondamentale per il successo della ricerca. Dopo il successo della raccolta fondi e diverse dimostrazioni pilota nel Cile settentrionale, PCM è ora nelle prime fasi di commercializzazione. E mentre i progetti con l’azienda SQM hanno dimostrato la fattibilità tecnica ed economica della tecnologia, hanno anche aperto nuove questioni di ricerca per il gruppo di laboratorio a Princeton. Per esempio, il team ha osservato che le vasche arricchite con foglie di ninfea mantenevano temperature superficiali più elevate, con un trasferimento di calore limitato al fondo, rispetto alla distribuzione più uniforme del calore nelle vasche aperte. Poiché la temperatura influisce sulla solubilità dei minerali, Ren ha affermato che le dimostrazioni sul campo hanno suscitato nuove questioni di ricerca sulla chimica della salamoia per ottimizzare ulteriormente il processo di evaporazione. “Queste questioni sono emerse solo dopo aver visto i risultati dei test sul campo. Se avessimo mantenuto il nostro lavoro in laboratorio, queste nuove direzioni potrebbero non essere mai emerse” conclude il docente. 

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