Un gruppo di ricercatori ha messo a punto un sistema per estrarre il litio geologico dallo spodumene in un unico passaggio, che richiede solo pochi secondi
Un gruppo di ricercatori della Rice University in Texas ha messo a punto un sistema innovativo per l’estrazione del litio dallo spodumene, capace di ridurre tempi, costi ed emissioni.
Lo studio, pubblicato su Science Advances, mostra come la tecnica del flash Joule heating (FJH) permetta di isolare litio ad alta purezza in pochi secondi, senza l’uso di acidi, alcali o grandi volumi d’acqua. Una soluzione pensata per soddisfare la domanda crescente del settore delle auto elettriche e dell’energia rinnovabile.
Come funziona il processo di flash Joule heating
Le tecniche tradizionali di estrazione del litio richiedono lunghe fasi di evaporazione o trattamenti acidi complessi. Il nuovo approccio utilizza impulsi elettrici che riscaldano il materiale a oltre 1500 °C in millisecondi. In presenza di gas cloro, il minerale α-spodumene passa rapidamente alla fase β, consentendo di ottenere litio sotto forma di cloruro (LiCl) con un’efficienza del 94% e una purezza del 97%.
Il responsabile dello studio, James Tour, ha spiegato che “questa tecnica ripensa completamente il modo in cui si può ricavare litio dal suo minerale più abbondante, lo spodumene”. Secondo il coautore Yufeng Zhao, la combinazione di riscaldamento rapido e termodinamica controllata rende possibile un’estrazione selettiva in tempi estremamente ridotti.
Il potenziale industriale del nuovo metodo di estrazione del litio
Per la fase di test, i ricercatori hanno utilizzato un normale saldatore ad arco, dimostrando che la tecnologia può essere implementata anche con apparecchiature a basso costo. Il litio si separa dal silicio e dall’alluminio, condensandosi come vapore di LiCl sulle pareti del reattore. I risultati sono stati replicati con campioni provenienti da miniere in diverse aree del mondo, inclusa l’Australia.
La startup Flash Metals U.S., nata nei laboratori della Rice University, sta già lavorando alla scalabilità del processo con un impianto pilota in fase di avvio. Come ha dichiarato il ricercatore Justin Sharp, “possiamo immaginare unità di produzione di litio senza acidi, senza grandi scarti e con tempi di lavorazione ridotti a pochi secondi”.
Impatti ambientali e vantaggi economici
L’analisi del ciclo di vita (LCA) e lo studio tecnico-economico (TEA) pubblicati in Science Advances evidenziano una netta riduzione degli impatti ambientali rispetto alla tostatura convenzionale con acido solforico. Il processo FJH-Cl₂ riduce del 77% il consumo energetico, dell’82% le emissioni di CO₂ e del 67% l’uso di acqua, eliminando completamente l’impiego di acidi.
Dal punto di vista economico, la riduzione dei tempi e delle infrastrutture consente un abbattimento dei costi operativi fino all’81%. Questo apre la possibilità di realizzare impianti locali di piccola scala, in grado di trattare minerali direttamente nei siti di estrazione, riducendo la necessità di trasporto e centralizzazione.
Una tecnologia per l’estrazione del litio al servizio della filiera delle batterie
L’applicazione del flash Joule heating all’estrazione del litio potrebbe rappresentare un passo decisivo per la stabilità delle catene di approvvigionamento legate alle auto elettriche. La disponibilità di un metodo rapido e pulito per ricavare litio da fonti solide come lo spodumene offre un’opportunità per rendere la produzione di batterie più sostenibile e meno dipendente da processi a elevato impatto ambientale.
Gli autori sottolineano che il principio di riscaldamento impulsivo potrebbe essere esteso anche ad altri metalli critici, come nichel e cobalto, contribuendo a migliorare l’efficienza complessiva della filiera delle tecnologie verdi.
