De nouvelles sources pour l’extraction du lithium 

 

Le lithium, élément indispensable pour la fabrication de batterie lithium-ion serait concentré en faible quantité dans l’eau de mer. Cette ressource est si plébiscitée, avec une demande qui devrait qu’accroître dans les années à venir. Des chercheurs mettent donc au point des solutions qui permettraient d’extraire le lithium de sources non-conventionnelles telles que l’eau de mer.

 

Le lithium, métal essentiel pour les batteries lithium-ion

Les batteries lithium font parties intégrante de la transition énergétique, en équipant les véhicules électriques et le stockage d’énergie stationnaire. Ces batteries Li-ion sont utiles pour la grande majorité de nos appareils nomades, l’outillage, le domaine médical, les drones… La batterie lithium-ion domine ce marché grâce à ses excellentes performances, que ce soit en termes d’autonomie et de puissance. Le lithium permet de stocker bien plus d’énergie que les autres technologies. La légèreté est également l’un des atouts majeurs de la batterie lithium-ion, le lithium est en effet, le métal alcalin le plus léger.

 

Les ressources en lithium

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le lithium est présent en abondance sur terre, mais le lithium n’est pas exploitable partout. Des zones sont davantage concentrées en lithium, 60% des réserves se trouvent dans le Triangle du lithium, qui se situe entre l’Argentine, la Bolivie et le Chili. Ici, le lithium est présent dans les lacs salés (salars). L’Australie est le premier producteur de lithium, l’extraction du lithium se fait à partir de roche (pegmatites à spodumène) dans des carrières à ciel ouvert. Des ressources de lithium ont été découvertes bien plus proche de nous, en Europe et aussi en France où des projets de mine sont en cours.

 

Une nouvelle méthode pour extraire le lithium ?

Pour anticiper une demande grandissante en approvisionnement, même si les réserves sont vastes, la mise en place de nouveaux procédés d’extraction du lithium prend du temps. Alors, des ingénieurs et scientifiques cherchent à découvrir d’autres sources d’exploitation du lithium, la manière de l’extraire et les infrastructures nécessaires.

Des recherches ont déjà été effectuées pour extraire le lithium présent dans l’eau de mer, mais se sont avérées infructueuses pour cause de coûts trop importants et d’un manque de rentabilité. Le lithium est fortement dilué dans l’eau de mer, mais bien présent à raison de 0,18 mg/l.

Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Chicago se tournent vers des sources d’eau non-conventionnelles telles que l’eau produite par les saumures géothermiques et les saumures rejetées par le dessalement de l’eau de mer. Le professeur Chong Liu et son équipe ont analysé plus de 122 000 sources d’eau, et ont découvert que la teneur en lithium dans ces sources non-conventionnelles est suffisante pour en extraire.

Pour obtenir ces résultats, l’équipe de chercheurs a eu recours à la technologie « intercalation électrochimique ». En résumé, cette méthode d’extraction consiste à mettre en mouvement les ions lithium à l’aide d’un courant électrique afin de les piéger dans une structure solide. Cette méthode permet donc d’éloigner l’eau des ions lithium.

Ces eaux contiennent d’autres ions extrêmement similaires aux ions lithium : le sodium. Les ions sodium se comportent comme des concurrents au lithium avec les matériaux employés pour les filtrer. Cette technique d’intercalation électrochimique doit augmenter la sélectivité des matériaux en ce qui concerne le lithium pour atteindre des résultats satisfaisants.

« J’espère que ces résultats encourageront d’autres personnes à étudier l’extraction du lithium, en particulier pour trouver de meilleurs matériaux capables d’augmenter la sélectivité du lithium. » Professeur Chong Liu

Ces résultats encourageants ne sont que les prémices d’une recherche en phase d’expérimentation qui doit être affinée pour envisager des ressources en lithium grandissantes.