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Il litio per le batterie, dall'acqua del mare
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Il litio per le batterie, dall'acqua del mare

Come rendere davvero sostenibile la transizione ecologica? Consideriamo l’ambito della mobilità: affermare che sia sufficiente sostituire i motori tradizionali dei veicoli con quelli elettrici non risolve il problema, se non si tiene conto delle modalità di produzione e di stoccaggio dell’energia necessaria per alimentarli. La realizzazione delle batterie costituisce uno dei fattori chiave, anzitutto per quanto riguarda l’approvvigionamento del litio, elemento essenziale per dar vita a celle e moduli.

Così otterremo il litio dall’acqua marina
Stando alle previsioni, proseguendo con i ritmi attuali, le riserve terrestri andranno esaurite entro il 2080. Una speranza concreta è quella che arriva dai laboratori della King Abdullah University of Science and Technology, in Arabia Saudita, dove i ricercatori hanno messo a punto una tecnologia in grado di estrarlo dall’acqua marina; lì è presente in grandi quantità, seppur in concentrazioni molto basse, pari a circa 0,2 parti per milione.

Il metodo prevede l’utilizzo di una cella elettrochimica con una membrana in ceramica suddivisa in tre scomparti e ottenuta dalla lavorazione del materiale LLTO (ossido di litio, lantanio e titanio). La sua struttura è in grado di lasciar passare i soli ioni di litio, bloccando così gli altri ioni metallici, che sono più grandi (come quelli di sodio, magnesio e potassio) e che sono presenti nell’acqua di mare con concentrazioni molto più elevate.

La soluzione scorre dunque in una camera di alimentazione centrale, dove gli ioni di litio positivi passano attraverso la membrana in un compartimento laterale. Questo contiene una soluzione tampone e un catodo di rame rivestito di platino e rutenio.

Gli ioni negativi, parallelamente, escono dalla camera di alimentazione e passano in un terzo compartimento, che contiene una soluzione di cloruro di sodio e un anodo di platino-rutenio.

La sperimentazione condotta nel Mar Rosso ha restituito un responso incoraggiante. Con un voltaggio pari a 3,25 V, viene generato idrogeno in prossimità del catodo (il compartimento dove passano gli ioni positivi) e cloro in forma gassosa all’estremità dell’anodo (il terzo compartimento). Si tratta di un meccanismo di trasporto del litio che ne innesca l’accumulo e il liquido ottenuto, sottoposto a ulteriori processi (non descritti nella documentazione pubblicata), raggiunge una concentrazione di litio pari a 9.000 parti per milione.

La regolazione del pH di questa soluzione genera fosfato di litio allo stato solido sufficientemente puro da poter essere impiegato nel ciclo produttivo delle batterie.

I responsabili dell’iniziativa ritengono la tecnica economica e applicabile su larga scala: con una spesa quantificata in soli 5 dollari di elettricità, si arriva a estrarre 1 chilogrammo di litio. I due “sottoprodotti” del procedimento, l’idrogeno e il cloro, possono essere destinati ad altri utilizzi, mentre l’acqua agli impianti di dissalazione.

Cristiano Ghidotti