Reator eletroquímico inova na extração de lítio com 97,5% de pureza

A crescente demanda por baterias de íons de lítio, impulsionada pelo aumento do uso de dispositivos eletrônicos e veículos elétricos, destaca a necessidade de soluções mais eficazes para a extração desse metal essencial. Embora abundante na crosta terrestre, o lítio apresenta desafios de extração devido à sua baixa concentração em fontes naturais, como salmouras geotérmicas, e aos impactos ambientais do processo. Um reator eletroquímico desenvolvido pela Universidade Rice, nos Estados Unidos, pode ser a resposta para superar essas dificuldades.

O problema da extração de lítio

O lítio, elemento vital para baterias recarregáveis, é encontrado principalmente em rochas e salmouras geotérmicas. O processo de extração convencional requer enormes quantidades de energia e água, além de gerar gases tóxicos e causar danos ambientais significativos. Estima-se, por exemplo, que sejam necessários cerca de 2,2 milhões de litros de água para produzir apenas uma tonelada de lítio, comprometendo recursos hídricos e habitats naturais.

Outro desafio da extração do lítio em fontes geotérmicas é a presença de outros elementos químicos, como magnésio, cálcio, sódio e potássio, que possuem propriedades iônicas semelhantes. Isso dificulta a separação do lítio com alta pureza. Além disso, os íons de cloreto presentes nas salmouras podem liberar gás cloro, uma substância altamente tóxica, durante os processos tradicionais de purificação.

A inovação do reator da Universidade Rice

Os cientistas da Universidade Rice desenvolveram um reator de três câmaras, que utiliza uma membrana de cerâmica de vidro condutora de íons de lítio (LICGC) para separar o lítio de forma eficiente. Essa tecnologia, frequentemente empregada em baterias de íons de lítio, nunca havia sido usada em reatores desse tipo.

A membrana LICGC atua como um filtro seletivo, permitindo a passagem exclusiva de íons de lítio e bloqueando outros íons, incluindo os de cloreto. Durante os testes, o reator alcançou uma pureza impressionante de 97,5% na extração do lítio e reduziu significativamente a emissão de gás cloro.

Impacto ambiental e eficiência

“Este reator pode representar um grande passo à frente para tornar a extração de lítio mais eficiente e menos prejudicial ao meio ambiente”, afirmou Sibani Biswal, coautora do estudo. O professor Haotian Wang, também envolvido na pesquisa, destacou o potencial da tecnologia para transformar o setor. “Nosso campo tem lutado há muito tempo com as ineficiências e impactos ambientais da extração de lítio. Este reator combina ciência fundamental com engenharia para resolver problemas do mundo real.”

Desafios e próximos passos

Apesar dos resultados promissores, a equipe de pesquisadores identificou um desafio a ser superado: o acúmulo de íons de sódio na membrana LICGC, o que pode reduzir a eficiência do reator. Para mitigar esse problema, foram sugeridas estratégias como a redução do teor de sódio nas salmouras antes do processamento ou o desenvolvimento de revestimentos especializados para a membrana.

Relevância e futuro

Com a previsão de que a demanda por baterias de íons de lítio cresça sete vezes até 2030, tecnologias como o reator da Universidade Rice são cruciais para atender ao mercado global de maneira sustentável. A inovação promete não apenas melhorar a eficiência da extração, mas também minimizar os danos ambientais, pavimentando o caminho para um futuro mais sustentável no setor de energia.