Pil üretimine yönelik artan talebi karşılamak için yerli lityum kaynakları arayışında olan Enerji Departmanı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı bilim adamları, jeotermal enerji santrallerindeki tuzlu su atıklarından daha verimli bir şekilde geri kazanım için kullanılabilecek bir sorbenti (emici madde) geliştirmeye çalışıyor.
Temel metallerin en hafifi olan lityumun yerli üretimi, ülke için bir öncelik durumu olarak kabul edilmektedir. Elektrikli araçlardan cep telefonlarına ve dizüstü bilgisayarlara kadar her şey için yaygın olarak kullanılan lityum, iyon pillerin üretimi için gereklidir. Liyum neredeyse tamamen sadece diğer ülkelerden elde edilmektedir. ABD 2018 yılında 4.000 metrik ton lityum ithal etmiştir ve ABD Jeoloji Araştırması’na göre bu rakam giderek artacaktır.
DOE’nin Kritik Malzeme Enstitüsü’nün çalışmasında, ORNL’deki bilim adamları, jeotermal tesislerdeki konsantre tuzlu sulardan lityum tuzlarını daha etkili bir şekilde geri kazanabilen bir sorbenti (emici madde) iyileştirmek için çalışıyorlar. Bu tesisler jeotermal yataklardan sıcak su pompalamakta ve bunu elektrik üretmek için kullanmaktadır. Operasyondan arta kalan konsantre tuzlu sular daha sonra toprağa geri pompalanır. Bu tuzlu sular 250 ila 300 ppm lityum içerebilir. Bazı tahminlere göre, ABD’nin en mineralli tuzlu su kaynaklarından biri olan Kaliforniya’nın Salton Denizi bölgesindeki tek bir jeotermal enerji santralinden yılda 15.000 metrik ton lityum karbonat geri kazanılabilir. Bölgede halihazırda 13 jeotermal tesis bulunmaktadır ve daha fazlası planlanmaktadır.
ORNL ve araştırma ortakları, bu tuzlu sulardan lityum çıkarabilecek bir sorbentin kapasitesini ve seçiciliğini artırmak için çalışıyor. Geliştirdikleri lityum-alüminyum katmanlı çift hidroksit klorür (LDH) sorbenti, büyük ölçekli endüstriyel tesisler için düşük maliyetli, tekrar kullanılabilir bir seçenek sunmaktadır.
Sorbentin termokimyasal özellikleri, California-Davis Üniversitesi’nde diferansiyel tarama kalorimetrisi ve termogravimetri kullanılarak da karakterize edildi. Testler, sorbentteki su moleküllerinin sıralamasının, malzemenin stabilitesi ve etkinliği üzerinde nasıl doğrudan bir etkiye sahip olduğunu araştırdı. Bilim adamları, alüminyumun bir kısmını sorbent içindeki demir ile değiştirerek, malzemenin termodinamik olarak daha kararlı hale getirildiğini ve lityumun ekstraksiyonu için alternatif bir sorbent olarak kullanılabileceğini doğruladılar.
ORNL’deki Malzeme Kimya Grubu’nun lideri ve araştırmacı Parans Paranthaman “suyun sorbent katmanlarına nasıl yerleştirildiği ve bunun ayrılma ve istikrarı nasıl belirlediği hakkında değerli bilgiler elde ediyoruz,” diye konuştu.
ORNL bilim adamları ayrıca, jeotermal tuzlu suları sorbente maruz bırakmadan önce konsantre etmek için bir zar üzerinde çalışıyor ve bu da sürecin verimliliğini arttırıyor. Araştırmacılar, sonraki adımların süreci ölçeklendirmek ve gerçek dünya koşullarını simüle eden testler yapmak olduğunu belirtti.
Kaynak: Global Geothermal News
