원본은 Karlsruhe Institute of Technology에서 발행됨
그리드 에너지 저장, E-모빌리티 또는 웨어러블 전자 장치 등 리튬 이온 배터리는 우리 삶의 필수적인 부분이 되었습니다. 수백만 톤의 리튬이 매년 독일에서 멀리 떨어진 곳에서 채굴되어 생산됩니다. 그러나 KIT(Karlsruhe Institute of Technology)의 과학자들이 만든 발명품은 이제 이 나라에서 경제적 채굴을 가능하게 할 수도 있습니다. 계획은 Upper Rhine Trench 지열 발전소의 심해에서 최소 침습 공정을 사용하여 리튬을 추출하는 것입니다.
어퍼 라인 해구(Upper Rhine Trench) 아래 깊은 암석층에 광물 보물이 숨겨져 있습니다. 염분이 있는 열수 저장고에 녹아 있는 상당한 양의 리튬 원소가 이용되기를 기다리고 있습니다. "우리가 아는 한 리터당 최대 200mg이 있을 수 있습니다."라고 KIT의 응용 지구과학 연구소(AGW)의 지구과학자 Jens Grimmer 박사는 말합니다. 독일의 수요에 대한 것입니다." 현재 독일은 전기 자동차용 배터리 셀 생산에 주로 필요한 자원의 순수입국이므로 연방 정부의 기후 보호 프로그램에 매우 중요합니다. 수입품은 전 세계 생산량의 80% 이상을 차지하는 전형적인 광산 국가인 칠레, 아르헨티나, 호주에서 나옵니다.
지금까지 국내 매장량의 개발은 이 자원을 비용 효율적이고 환경 친화적이고 지속 가능한 방식으로 활용하기 위한 적절한 프로세스가 없기 때문에 방지되었습니다. Grimmer는 KIT의 Engler-Bunte Institute(EBI)에 있는 독일 가스 및 물에 대한 기술 및 과학 협회(DVGW) 연구 부서의 동료인 Dr. Florencia Saravia와 함께 이러한 프로세스를 개발했으며 KIT는 현재 특허를 출원했습니다. 그것을 위한 신청. Grimmer는 "첫 번째 단계에서 리튬 이온이 열수에서 여과되고 두 번째 단계에서 리튬이 염으로 침전될 수 있을 때까지 추가로 농축됩니다."라고 말합니다.
국내 리튬 채굴 시 생태학적 피해 최소화
남아메리카의 염호와 호주의 단단한 암석에서 리튬을 생산하는 전통적인 방법과 비교할 때 Grimmer-Saravia 공정은 몇 가지 주요 이점을 제공합니다. 매년 최대 20억 리터의 열수가 흐르는 지열 발전소의 기존 인프라는 사용된다. 기존 채광과 달리 과부하가 거의 발생하지 않고 토지 소비가 최소화됩니다. 열수는 사용 후 지하로 되돌려보내기 때문에 유해물질이 배출되지 않고 지열 발전 및 열 생산에 지장을 주지 않습니다. 리튬은 지열 발전소의 열수 순환에서 몇 시간 내에 지속적으로 추출될 수 있는 반면 남미 염호에서는 농축 과정이 몇 개월이 걸리고 날씨에 따라 크게 좌우됩니다. 폭우로 인해 생산이 몇 주 또는 몇 개월 지연될 수 있습니다. 또한 이 공정은 열수에서 루비듐이나 세슘과 같은 기타 희귀하고 귀중한 요소를 추출할 수 있는 가능성을 제공합니다. 이는 예를 들어 레이저 및 진공 기술에 필요합니다.
이 프로세스는 지열 발전소의 기술 및 에너지 기반 시설을 사용할 수 있기 때문에 CO2 균형도 기존 프로세스와 비교할 때 매우 긍정적입니다. “우리는 생활 수준을 유지하고 개선하기 위해 많은 환경 문제를 제3국으로 수출합니다. 이 과정을 통해 우리는 책임을 지고 현대 기술의 중요한 원자재를 환경 친화적인 방식으로 바로 우리 집 앞에서 추출할 수 있습니다.”라고 Florencia Saravia는 말합니다. "우리는 또한 지역적 가치 사슬을 구축하고 일자리를 창출하며 동시에 지정학적 종속성을 줄일 수 있습니다."
단일 공장에서 연간 수백 톤의 리튬
업계 파트너와 함께 두 과학자는 현재 리튬 추출을 위한 테스트 시설을 개발하는 과정에 있습니다. Upper Rhine Trench의 지열 발전소에 건설될 이 첫 번째 프로토타입 시설에서는 첫 번째 단계에서 수 킬로그램의 탄산리튬 또는 수산화리튬이 추출됩니다. 테스트가 성공하면 대규모 공장 건설이 계획된다. 그러면 각 지열 발전소에서 연간 수백 톤의 수산화리튬을 생산할 수 있습니다. 현재 데이터에 따르면 독일과 프랑스 쪽 라인강 해구의 잠재력은 연간 수천 톤의 회수 가능한 리튬에 달합니다.
KIT 에너지 센터에 대한 추가 정보:http://www.energie.kit.edu 
KIT는 "Helmholtz Association의 연구 대학"으로서 사회와 환경에 대한 지식을 만들고 전달합니다. 에너지, 이동성 및 정보 분야의 글로벌 과제에 상당한 기여를 하는 것이 목표입니다. 이를 위해 약 9,300명의 직원이 자연과학, 공학, 경제학, 인문사회과학 등 다양한 분야에서 협력하고 있습니다. KIT는 연구 기반 학습 프로그램을 제공하여 24,400명의 학생들이 사회, 산업 및 과학 분야의 책임 있는 과제를 수행할 수 있도록 준비합니다. KIT의 혁신 노력은 중요한 과학적 발견과 사회의 이익, 경제적 번영 및 자연적 생명 기반의 보존을 위한 응용 사이의 다리를 구축합니다. KIT는 독일의 우수 대학 중 하나입니다.
이미지:미래의 전기 자동차 배터리를 위한 더 많은 리튬은 지열 염수에서 나올 수 있습니다(이미지 제공:Oak Ridge 국립 연구소).
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