É assim que se parece o minério que contém
lítio . O lítio é um dos elementos essenciais para toda a nossa civilização. Claro, quando falamos sobre lítio, as baterias de íons de lítio vêm à mente. Na verdade, a maior parte do lítio extraído vai para as necessidades dos fabricantes de baterias. No entanto, ele é usado em outras áreas também.
Por exemplo, na metalurgia, ferrosa e não ferrosa, o metal é usado para desoxidar e aumentar a ductilidade e resistência das ligas. Também é usado para produzir vidro que transmite parcialmente a luz ultravioleta e é usado em cerâmica. E isso é, se não se fala em energia nuclear e tecnologia nuclear - é usado para obter trítio. Resumindo, o lítio é literalmente absorvido. Sob o corte - vamos falar sobre baterias, Tesla, métodos de produção de lítio e sua escassez.
Mas o principal, claro, são as baterias
Sim, agora a maior parte do lítio extraído no mundo vai para a produção de baterias de lítio. Estima-se que a produção de uma bateria para o Tesla Model S requer 63 kg desse metal com 99,5% de pureza.
Agora vamos pensar no que acontecerá se todos, absolutamente todos os carros de repente se tornarem elétricos, com baterias de lítio. De acordo com os dados de 2016, havia 1,3 bilhão de carros no mundo. Agora, provavelmente até mais, mas tudo bem, vamos usar esses dados há quatro anos.
Embora nem todos os carros elétricos recém-fabricados tenham a mesma bateria do Tesla, reduziremos em um terço o peso do lítio necessário para a produção. Acontece que uma dessas baterias requer 44,1 kg do mais puro lítio. Nossos 1,3 bilhão de carros precisam de 57,33 bilhões de kg de lítio. Nada mal, são 57,33 milhões de toneladas de lítio, e apenas para as necessidades da indústria automotiva.
Em 2023, a produção em massa de veículos elétricos começará nas empresas Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. De acordo com especialistas, essas empresas produzirão cerca de 15 milhões de carros elétricos por ano, o que exigirá cerca de 100.000 toneladas de lítio por ano.
Mas não apenas por veículos elétricos. Temos em uso bilhões de cópias de vários equipamentos com baterias - smartphones, laptops, tablets, etc. Eles são pequenos, sim, mas também precisam de muito lítio. No entanto, muito menos do que para baterias de veículos elétricos - a produção de baterias para dispositivos móveis consome vários por cento da produção mundial de lítio. Em 2017, a Apple utilizou apenas 0,58% da produção total mundial desse metal.
Mas também existem outras baterias. O mesmo Tesla desenvolve e implementa enormes sistemas de bateria que servem para nivelar os picos de consumo de energia durante os horários de pico. Uma bateria grande contém pelo menos uma tonelada de lítio. Até agora, a produção de tais sistemas não é muito grande, mas com o tempo tudo pode mudar.
Em geral, o consumo global de lítio até 2025 será de pelo menos 200.000 toneladas desse metal.
Como ele é obtido e armazenado?
O lítio é um metal muito ativo quimicamente, por isso é extraído de uma forma ligeiramente diferente da maioria dos outros metais comuns. Existem duas maneiras de isolar Li.
O primeiro é de minerais pegmatíticos, que consistem em quartzo, feldspato, mica e outros cristais. Anteriormente, era a principal fonte de lítio do mundo. Na Austrália, por exemplo, é extraído de espodumênio, minério de lítio, mineral que pertence ao piroxênio.
O segundo é de argilas de sapais. Existem tais na América do Sul e no mesmo Nevada, que foi mencionado acima. Salmouras saturadas de lítio podem ser "enriquecidas" com um evaporador movido a energia solar. Em seguida, após atingir a concentração desejada de hidróxido de lítio, é precipitado pela adição de carbonato de sódio e hidróxido de cálcio. Esse processo não é muito caro, mas leva muito tempo - de 18 a 24 meses. É assim que Musk planeja usá-lo.
O segundo método tem problemas: ao obter o lítio desta forma, o lítio recebe impurezas - ferro ou magnésio (o magnésio é o mais difícil de eliminar). No entanto, há muito lítio em terras salinas, e isso torna o segundo método muito atraente - você ainda pode se livrar das impurezas.
Aliás, sapais não fazem parte das listas de depósitos explorados, já que a extração do lítio por evaporação de soluções salinas é um método novo e não utilizado antes. Portanto, pode muito bem ser que haja muito mais lítio na Terra do que se acredita.
Há muito lítio no deserto salino de Salar de Uyuni, no sudoeste da Bolívia. Sob a crosta dura há uma salmoura líquida com uma concentração de lítio de 0,3%.
Existem outros métodos, mas todos eles são puramente laboratoriais. Por exemplo, alguns anos atrás, Habré publicou a notícia de que o lítio pode ser extraído de salmouras usando membranas metálicas orgânicas.
Eles copiam o mecanismo de filtração - seletividade iônica - das membranas celulares biológicas em organismos vivos. Além do lítio, esse método também produz água doce, que também é um produto valioso. Mas, infelizmente, nem o custo nem a escalabilidade desse método foram destacados pelos cientistas. E depois de dois anos, nada se ouviu sobre a comercialização do método.
Você também pode extrair lítio ... de baterias de lítio. Ou seja, para reciclar baterias, obtendo novamente lítio metálico e outros materiais necessários para a criação de baterias. Mas, até agora, o processamento das baterias é realizado em pequenas quantidades. Este é um processo bastante complicado e caro, portanto, é improvável que ouçamos sobre a construção de grandes fábricas de processamento de baterias em um futuro próximo. Sim, os cientistas estão trabalhando nisso , mas tudo isso é apenas pesquisa.
Quanto lítio existe na terra?
Sim, nem tanto. Em vez disso, há relativamente pouco que foi explorado. Em 2019, as reservas comprovadas globais desse metal foram estimadas em 17 milhões de toneladas. Na Rússia - cerca de 900.000 toneladas. Se pegarmos os depósitos potencialmente “férteis”, teremos cerca de 62 milhões de toneladas. Talvez os geólogos explorem novos depósitos, mas, em qualquer caso, há pouco lítio na Terra.
Dois anos atrás, cerca de 36.000 toneladas foram mineradas. Ao mesmo tempo, 40% do metal é utilizado em baterias, 26% na produção de cerâmicas e vidros, 13% na produção de lubrificantes, 7% na metalurgia, 4% em sistemas de ar condicionado, 3% em medicamentos e polímeros.
Os principais fornecedores de lítio vêm da Austrália (18,3 mil toneladas por ano), depois do Chile (14,1 mil toneladas por ano) e da Argentina (5,5 mil toneladas por ano). Em um futuro próximo, os fornecedores de lítio planejam aumentar sua produção e fornecimento ao mercado mundial.
Aliás, a Tesla, uma das maiores consumidoras de lítio, recebeu o direito de minerar o metal de forma independente no estado de Nevada, nos Estados Unidos. Elon Musk disse que sua empresa obteve acesso a aproximadamente 10.000 acres de depósitos de argila ricos em lítio em Nevada.
Lítio para todos, e não deixar ninguém sair ofendido?
Estamos falando de um futuro próximo, quando será necessário produzir muito mais baterias de lítio do que agora. Até onde os cientistas sabem, esse metal será suficiente para todos nos próximos anos.
Com o tempo, as empresas encontrarão maneiras de reduzir a quantidade de lítio nas baterias - já há pesquisas em andamento sobre o assunto. Muito provavelmente, a extração de lítio de salmouras também aumentará seu volume de negócios, de modo que o volume total de metal aumentará, e de forma bastante significativa.
Mas o que acontecerá em 10-20-30 anos? Difícil dizer. Talvez, uma nova tecnologia de bateria proposta por cientistas ou corporações vá "disparar". Ou talvez os especialistas possam alterar o design das baterias atuais, reduzindo significativamente a quantidade de lítio necessária para produzir uma bateria.
Em geral, até agora existem maneiras de resolver o problema da deficiência de lítio, e existem muitas delas. Vamos lembrar dessa edição daqui a 5 anos e discutir as mudanças aqui, no Habré. Esperançosamente, a essa altura as "guerras do lítio" não começarão, porque esse metal já é chamado de "óleo novo".
