Giftiger Abfall für Lithiumgewinnung genutzt
Neues Verfahren der Rice University nutzt Schocktherapie und ersetzt zerstörerischen Bergbau
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Salzsee: Regionen wie diese werden nun zu Quellen von Lithium (Foto: Julian Hacker, pixabay.com) |
Houston (pte018/11.03.2026/12:05)
Mithilfe giftiger Rückstände aus der Wasseraufbereitung gewinnen Forscher um James Tour und Yi Cheng von der Rice University Lithium weitaus umweltverträglicher als mit dem üblichen zerstörerischen Bergbauverfahren. Als Lithiumquelle nutzen die beiden Chemiker Salzseen und Sole bei der Nutzung von Erdwärme aus der Tiefe. Beide enthalten in vielen Fällen Metall-Ionen, darunter Lithium, das daraus bisher nur mit hohem Aufwand gewonnen werden kann.
Rückstände der Wasseraufbereitung
Die giftigen Rückstände entstehen, wenn aus Wasser mithilfe von Aktivkohle die Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen entfernt werden, die besser unter ihrem Kürzel PFAS bekannt sind. Die Kohle bindet PFAS-Moleküle an sich. Ist die Aufnahmekapazität erschöpft, wird das Material durch frisches ersetzt. Die PFAS-belastete Kohle kann nicht regeneriert werden und wird als Sondermüll verbrannt, so die heutige Praxis.
"Die Gewinnung von Lithium aus Salzlake ist weniger umweltschädlich als der konventionelle Bergbau, aber es gibt immer noch Herausforderungen wie Selektivität, Kosten und Wasserverbrauch. Wir sahen eine Möglichkeit, das in PFAS gebundene Fluor zu nutzen, um das Lithium in einem schnellen, weniger umweltschädlichen Verfahren zu gewinnen", unterstreicht Cheng.
In Sekundenschnelle auf 1.000 Grad
In dem bisher als Abfall behandelten Rückstand der Wasseraufbereitung ist Fluor enthalten. Dieses Material haben Tour und Cheng dazu gebracht, sich aus dem PFAS-Molekül zu lösen und sich mit den Lithium-Atomen in der Salzlake zu verbinden. Dazu vermischten sie die belastete Aktivkohle mit Lake, erhitzten die Suspension innerhalb von wenigen Sekunden elektrisch auf 1.000 Grad Celsius und kühlten sie schnell wieder ab.
Diese Schocktherapie löste die Fluor-Ionen aus dem Schadstoffmolekül heraus, sodass sie eine Verbindung mit diversen in der Sole enthaltenen Metall-Ionen eingehen konnte - die Ionen tragen unterschiedliche elektrische Ladungen, sodass sie sich anziehen und vereinigen. Es entstand ein Mix aus verschiedenen Salzen, darunter Lithium-, Kalzium- und Magnesiumfluorid sowie ungiftige Abfälle. Daraus lässt sich Lithiumfluorid in so hoher Reinheit gewinnen, dass es sich direkt zur Herstellung von Elektroden für Batterien nutzen lässt.
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