Přeměnit různé materiály na zlato se alchymisté snažili už před mnoha staletími. Leč neúspěšně. Představa získávání vzácných kovů z neočekávaných zdrojů nicméně láká lidstvo dodnes, a protože věda od té doby významně pokročila, mají současní výzkumníci k dispozici technologie, s nimiž to do jisté míry lze. Vědecký tým z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), spadající pod americké ministerstvo energetiky, nyní testuje metodu, jež k extrakci důležitých látek z různých vodních zdrojů využívá magnetické nanočástice. V centru jejich pozornosti je především lithium.
Největší zásoby má Bolívie
Lithium je měkký kov stříbřité barvy, který je základní složkou mnoha elektronických a energetických technologií, včetně lehkých baterií, které napájejí prakticky vše od chytrých telefonů až po moderní automobily. A právě baterie mají největší podíl na jeho konečné spotřebě. V důsledku růstu trhu s elektrovozy se předpokládá, že se celosvětová roční poptávka po tomto kovu během příštích tří let ztrojnásobí a na konci dekády překročí hranici dvou milionů tun.
V loňském roce byli předními výrobci lithium-iontových baterií čínský Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) a korejský LG Chem, dohromady tvořili více než polovinu celosvětového trhu. Největší zásoby lithia, jehož cena vloni vzrostla o závratných 200 procent, má však díky solné pláni Salar de Uyuni Bolívie. Na jejím území se údajně nachází asi 21 milionů tun tohoto kovu. Není proto divu, že zde o zahájení těžby v současnosti usiluje hned několik zahraničních společností. Vše ale zatím brzdí složité politické a společenské poměry, které v této jihoamerické zemi panují.
Jedním z celosvětově největších spotřebitelů lithia jsou Spojené státy. Jenže co se produkce týče, jsou na tom v USA relativně bídně. Země dnes tento kov získává především ze zahraničí, přičemž v mnoha případech se jedná o vysoce konfliktní oblasti. Díky nové technologii, se kterou přichází PNNL a která je přihlášená k patentování, se jim tak naskýtá příležitost vlastní situaci značně vylepšit.
Odpadní vody jako studnice cenných látek
Inovativní proces má být mnohem rychlejší a levnější než způsoby, jakým se lithium získává nyní. Výzkumníci z PNNL při něm chtějí využít vlastností magnetických nanočástic, jež jsou obklopeny adsorbentním pláštěm. Ten se na lithium a další kovy přítomné ve vodě přichytí. Řeč je přitom o vodě, která se využívá v rámci různých průmyslových procesů – například při těžbě ropy a plynu, k získávání energie v geotermálních elektrárnách -, respektive vodě odpadní.
Američtí vědci chtějí využít poznatků, podle nichž se po použití magnetu jádro inkriminovaných nanočástic chová jako klasické železné piliny. Ty migrují směrem k magnetu spolu s materiálem, ke kterému jsou vázány, díky čemuž je pak lze filtrovat. Jejich technologie nabízí slibnou alternativu ke konvenčním metodám těžby, jež čerpají podzemní vodu do velkých nádrží, aby se zde postupně odpařila. Tento proces však trvá měsíce, nebo dokonce i roky, a může mít negativní dopad na vodohospodářství, zejména pak tam, kde bývá po značnou část roku sucho.
„Současné přístupy k extrakci lithia z vody jsou energeticky náročné a drahé. Náš nanotechnologický proces umožňuje vše miniaturizovat a odstraňuje potřebu masivních separátorů, které vyžadují klasické metody. Během několika minut bylo prakticky všechno lithium z roztoku pomocí molekulárního srážení s naším sorbentem vytaženo a následně i očištěno,“ vysvětlil odborný pracovník Pete McGrail z PNNL.
Čtvrtina ,vodního‘ lithia pokryje celosvětovou roční produkci
Vědci jsou přesvědčeni, že pokud by se jim podařilo shromáždit pouhých 25 procent veškerého lithia přítomného ve výše uvedených vodách, pak by se takové množství vyrovnalo jeho aktuální celosvětové roční produkci. Díky charakteru celého procesu se navíc očekává, že výsledný koncentrát bude mít čistější formu, čímž se sníží náklady na další zpracování, a to v konečném zúčtování až o polovinu.
Zásluhou úzké spolupráce vědeckého týmu se společností Moselle Technologies by se celá technologie mohla již brzy objevit v praxi, firma ji plánuje vyzkoušet hned na několika místech. Kromě lithia si navíc výzkumníci z PNNL pohrávají s myšlenkou přizpůsobit nanočástice tak, aby se jejich plášť mohl zaměřit i na další komerčně cenné a strategicky důležité prvky používané v energetickém či lékařském sektoru.
