Der Rohstoff Lithium ist für viele unserer Technologien unverzichtbar, denn das Alkalimetall ist Hauptbestandteil von Lithium-Ionen-Akkus. Doch die begehrte Ressource wird zunehmend knapp, weil die globale Nachfrage durch den Ausbau der Elektromobilität rapide steigt. Bisher stammt ein großer Teil der industriell genutzten Lithiumverbindungen aus den Salzseen Südamerikas, wo dieser Rohstoff mit relativ geringen Kosten extrahiert werden kann. Allerdings zieht diese Extraktion erhebliche ökologische und soziale Folgen nach sich.
Eine weitere Lithiumquelle sind lithiumhaltige Erze wie das Mineral Spodumen. Ihr großer Vorteil: „Solche Gesteine finden sich fast überall“, erklärt Co-Autor Camden Hunt vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Vorkommen dieser Erze gibt es in Australien, Nordamerika und Afrika, aber auch bei uns in Europa. In Deutschland finden sich lithiumhaltige Gesteine beispielsweise im Erzgebirge.
Lithiumextraktion ohne Hitze und Abwässer
Doch die Extraktion des Lithiums aus den Erzen ist aufwendig und zwei- bis dreimal teurer als die Lithiumgewinnung aus Salzseen. Das Gestein muss dafür auf rund 1000 Grad aufgeheizt, mit starken Säuren behandelt und anschließend neutralisiert werden. Das erfordert viel Energie, erzeugt hohe CO2-Emissionen und hinterlässt große Mengen saurer oder stark basischer Abwässer, wie die Forschenden erklären. Wegen dieses Aufwands wird ein Großteil der lithiumhaltigen Erze bisher in China aufbereitet – angesichts politischer Konflikte und möglicher Engpässe wird dies jedoch zum Problem.
Es gibt jedoch eine Lösung, wie nun Hunt, Erstautor Benjamin Mowbray vom MIT und ihre Kollegen berichten. Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die für Akkus und Co benötigten Lithiumverbindungen ohne große Hitze und schädliche Abwässer aus Spodumen extrahieren lassen. Zudem trennt das Verfahren neben Lithium auch die Rohstoffe Aluminium und Silikat aus dem Erz ab und minimiert den Abraum. „Das Schlüsselmerkmal unseres Prozesses ist jedoch die Wiedergewinnung der Reaktionslösung und des genutzten Wassers“, betont das Team.
