Uma equipa de investigadores do MIT desenvolveu uma nova técnica para extrair lítio a partir de rochas, uma mudança que pode redefinir os custos das baterias a nível global caso a oferta comece a escassear. De acordo com o site TechSpot, o estudo publicado na revista Science explora formas de reduzir o consumo de energia e o desperdício na extracção deste mineral essencial a partir de minério de rocha dura.
Actualmente, as baterias de iões de lítio continuam a dominar o mercado devido a uma razão simples: a escala. A cadeia global de abastecimento de lítio já está bem desenvolvida e é altamente eficiente, o que torna difícil a competição de alternativas ao nível do custo. No entanto, esta vantagem depende fortemente do acesso a lítio barato, proveniente sobretudo de depósitos de salmoura concentrados na América do Sul. Embora o lítio em si seja abundante, as reservas fáceis e baratas de explorar não o são.
Esta realidade tem mantido as atenções viradas para a espodumena, um mineral rico em lítio encontrado em rochas duras. Trata-se do minério de lítio mais abundante em todo o mundo, mas o seu processamento é dispendioso. A abordagem padrão exige o aquecimento do material a cerca de 1000 °C antes de o tratar com ácido sulfúrico para extrair o lítio. O processo funciona, mas consome quantidades enormes de energia e deixa para trás resíduos à base de enxofre.
Uma abordagem química inovadora
O método criado pelos investigadores do MIT, em colaboração com várias empresas, segue um caminho diferente. Em vez de torrar o minério a altas temperaturas, a equipa utiliza uma solução de fluoreto de amónio aquecida a cerca de 70 °C para decompor o mineral. Neste ponto, as reacções separam o minério em fluxos de lítio, silício e alumínio.
O lítio acaba dissolvido na solução como fluoreto de lítio, enquanto o silício e o alumínio seguem vias separadas. O silício forma um composto solúvel e o alumínio torna-se um intermediário sólido. A partir daqui, cada material pode ser processado de forma independente.
O fluxo de alumínio é a parte que exige mais energia neste novo processo. Requer aquecimento em fases – primeiro a cerca de 300 °C e depois a 700 °C – para produzir óxido de alumínio com mais de 98% de pureza. Este aquecimento ocorre após a separação inicial e não no início. Em comparação, a vertente do silício é relativamente simples. A adição de amoníaco faz com que o composto dissolvido se converta em dióxido de silício, que precipita da solução. Como este material pode ser utilizado como aditivo no betão, a sua venda pode ajudar a recuperar parte dos custos de processamento.
Ciclo fechado e impacto económico
O lítio permanece na solução como fluoreto de lítio. A partir daí, pode ser utilizado directamente na produção de hexafluorofosfato de lítio, um electrólito comum nas baterias de iões de lítio, ou convertido em nitrato de lítio e depois em óxido de lítio – ambos intermediários padrão no fabrico de baterias.
Um dos aspectos mais notáveis do processo é a forma como lida com a sua própria química. O amoníaco e o fluoreto de hidrogénio gerados durante várias fases da relação não são tratados como lixo. O sistema volta a combiná-los para regenerar o fluoreto de amónio, o mesmo composto utilizado no início. Este elemento de ciclo fechado ajuda a limitar as perdas de material e o desperdício, embora o fluoreto de hidrogénio continue a ser uma substância perigosa que exige um manuseamento cuidadoso.
No papel, a vertente económica é bastante atractiva. Os investigadores estimam que o processamento convencional de espodumena custe pouco menos de 9000 dólares por tonelada de lítio produzida. O novo método pode baixar este valor para pouco mais de 5000 dólares por tonelada, colocando-o ao mesmo nível da extracção a partir de depósitos de salmoura de alta qualidade. Se os subprodutos de alumínio e silício forem vendidos com sucesso, o custo pode descer ainda mais.
Ainda existem questões em aberto, como a qualidade do minério e o capital necessário para construir ou adaptar instalações. Contudo, enquanto o leitor acompanha estas inovações através do seu browser diário, a indústria prepara-se para uma revolução na forma de pensar o abastecimento de lítio, focando-se não apenas na sua origem, mas na forma como é extraído.
