Het element lithium is een van de belangrijkste grondstoffen van onze moderne tijd. Van smartphones tot auto’s: steeds meer apparaten hebben het nodig voor hun accu’s. Volgens onderzoekers van de Zhejiang University in China zou een nieuw apparaat lithium uit de oceaan kunnen winnen en tegelijkertijd het water kunnen ontzilten.
De vraag naar lithium is inmiddels zo groot dat de mijnen — waar het nu nog grotendeels vandaan komt — die nauwelijks kunnen bijhouden. Daarbij komt dat deze vorm van winning extreem schadelijk is voor mens en milieu. Maar er is volgens onderzoekers nog een andere plek waar lithium in enorme hoeveelheden voorkomt: onze oceanen. Schattingen gaan ervan uit dat er mogelijk zo’n 230 miljard ton lithium in zeewater aanwezig is. Ter vergelijking: de bekende lithiumreserves op land worden geschat op ‘slechts’ 21 miljoen ton.
Lithium in een zee van zout
Dat lithium in zee aanwezig is, betekent nog niet dat het eenvoudig te winnen is. Onderzoekers lopen daarbij al langer tegen een groot probleem aan: de enorme hoeveelheid zout in zeewater. Voor elk lithium-ion zijn er namelijk zo’n 60.000 natriumionen aanwezig. Het is een beetje alsof je zoekt naar een suikerklontje in een zoutwoestijn.
Om dit probleem te omzeilen, komen de onderzoekers met een creatief idee: een soort schommel.
Die kreeg de naam Solar-Powered Seesaw Extractor (SPSE). Deze ‘schommel’ helt afwisselend naar één kant in het water. Tussen twee zonabsorberende lagen bevindt zich een zogenoemde lithium-thirsty core. Simpel uitgelegd zorgt de energie van de zon voor verdamping van het water, waardoor bepaalde deeltjes worden aangetrokken. Die gaan vervolgens door een filter, waar lithium wordt achtergehouden.
Een bekend probleem bij dit soort systemen is dat zout zich ophoopt en korsten vormt op het apparaat, waardoor de doorgang verstopt raakt. Juist daarom is het systeem als een schommel ontworpen: het kan zelfstandig van kant wisselen, waardoor de zoutafzettingen op natuurlijke wijze worden afgespoeld en het filter niet geblokkeerd raakt.
© ‘Device’ journalHet proces samengevat in een schema
Tegelijk drinkwater produceren
Klinkt dat te mooi om waar te zijn? De onderzoekers gaan nog een stap verder. Volgens hun theorie kan het ontzilte water, na extra verwerking, ook worden gebruikt als drinkwater. Zij omschrijven dit zelf als “gelijktijdige ontzilting van zeewater/pekel en productie van lithium.”
In tests wist het systeem 69 procent meer lithium uit het water te halen dan een vergelijkbaar model dat permanent onder water blijft. Toch zijn er nog obstakels voordat deze technologie op grote schaal toepasbaar is. De gebruikte filters slijten snel en moeten regelmatig worden vervangen. Daarnaast moet het systeem nog grootschalig getest worden en economisch rendabel blijken.
Maar als deze uitdagingen worden overwonnen, zou het zomaar kunnen dat het lithium in jouw toekomstige accu’s afkomstig is uit de Noordzee.
Over de auteur
