Le falde salate profonde della Germania settentrionale potrebbero rappresentare una delle più grandi risorse di litio d'Europa
Il progetto congiunto RoLiXX mira a sviluppare processi di estrazione rispettosi dell'ambiente anche in condizioni di elevata salinità
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Nel progetto congiunto RoLiXX ("Il Rotliegend come risorsa di litio nel bacino della Germania settentrionale - dall'esplorazione all'estrazione"), i ricercatori stanno studiando se il litio possa essere estratto in modo sostenibile ed economico da acque profonde molto saline in strati geologici profondi del bacino della Germania settentrionale. Il Dipartimento di Geochimica Applicata della TU di Berlino sta assumendo la guida scientifica per l'esplorazione geologica e la valutazione delle risorse e sta fornendo la base di dati per una previsione affidabile degli orizzonti rocciosi ricchi di litio con analisi mineralogiche e geochimiche ad alta risoluzione.
RoLiXX si concentra sul cosiddetto Rotliegend, una sequenza rocciosa di arenarie e vulcaniti risalente a circa 300 milioni di anni fa che sottende gran parte del bacino della Germania settentrionale a diverse migliaia di metri di profondità. In queste rocce circolano acque termali estremamente salate, note come salamoie. Le analisi mostrano che in alcune aree contengono concentrazioni eccezionalmente elevate di litio - forse una delle più grandi risorse in Europa, ma finora poco sfruttata.
"Il litio è una materia prima strategica per le batterie e quindi per la transizione energetica, l'elettromobilità e il futuro stoccaggio dell'energia in Europa", afferma il Prof. Thomas Neumann, capo del dipartimento di Geochimica Applicata. "Se vogliamo rendere il litio disponibile in modo più affidabile e sostenibile in Germania e in Europa, dobbiamo comprendere molto meglio la risorsa sotterranea e allo stesso tempo sviluppare processi di estrazione che siano efficienti e rispettosi dell'ambiente, anche in condizioni di elevata salinità".
Capire la geologia, consentire l'estrazione
Il progetto affronta due sfide fondamentali: La prima è quella di chiarire le condizioni geologiche e geochimiche in cui si concentra l'elevato contenuto di litio nelle acque profonde. In secondo luogo, è necessario sviluppare processi di estrazione adeguati per le acque estremamente saline, che non esistono ancora per queste condizioni chimicamente impegnative. Questo perché le salamoie contengono numerosi altri elementi disciolti oltre al litio. Le variazioni di pressione o temperatura durante l'estrazione della salamoia possono portare alla formazione di depositi solidi - noti come precipitati minerali - che possono compromettere le prestazioni dei sistemi di estrazione e di estrazione durante il funzionamento. L'obiettivo è sviluppare un'estrazione di litio dalla salamoia che sia il più possibile priva di solidi. Tuttavia, i precipitati sollevano anche problemi ambientali e di smaltimento: Qual è la loro composizione chimica e mineralogica e come deve essere valutata? Se si formano precipitati rilevanti per l'ambiente, quali metodi di smaltimento e riciclaggio sono particolarmente ecologici e sostenibili?
Analisi ad alta tecnologia nel nucleo di perforazione
"Per noi la domanda principale è perché si siano formati livelli così elevati di litio", spiega il dottor Ferry Schiperski, responsabile del progetto presso la TU di Berlino. "Dove si lega il litio nella roccia, come viene mobilitato e in quali condizioni si formano i precipitati che rendono l'estrazione tecnicamente ed ecologicamente impegnativa?".
Per rispondere a queste domande, il Dipartimento di Geochimica Applicata della TU di Berlino sta analizzando sistematicamente i carotaggi esistenti del Rotliegend e delle unità rocciose vicine. L'obiettivo è identificare chiaramente i minerali contenenti litio, quantificare la loro distribuzione spaziale e ricostruire la loro storia di formazione.
Il laboratorio MAGMA (Mineralogical & Geochemical Laboratory for Microanalysis) del dipartimento utilizza la microscopia a polarizzazione, la diffrazione di raggi X per determinare le strutture cristalline e la spettrometria di massa laser ICP, che può essere utilizzata per quantificare con precisione anche le più basse concentrazioni di litio nei singoli minerali.
Esperimenti di laboratorio sul rilascio di litio e sull'ottimizzazione del processo
I ricercatori stanno anche conducendo esperimenti di laboratorio in condizioni di pressione e temperatura specifiche per la formazione. Stanno studiando come il litio viene rilasciato dalla roccia alla soluzione e in quali condizioni si verifica un arricchimento secondario o una precipitazione indesiderata. "Grazie all'analisi ad alta risoluzione, a studi sperimentali mirati e al consolidamento sistematico dei dati di letteratura e di inventario, stiamo creando una base affidabile per prevedere in modo più attendibile gli strati ricchi di litio nel sottosuolo del bacino della Germania settentrionale e ottimizzare i processi di estrazione di questa preziosa risorsa in modo mirato", spiega Schiperski.
Dalla ricerca all'applicazione
RoLiXX, finanziato dal Ministero federale tedesco per la Ricerca, la Tecnologia e lo Spazio, combina la ricerca geoscientifica di base con lo sviluppo dell'ingegneria di processo. Gli approcci, che attualmente sono ancora a un basso livello di maturità tecnologica, devono essere ulteriormente sviluppati attraverso prove pilota in scala e test sul campo per la convalida in condizioni realistiche.
Il progetto contribuisce quindi anche all'attuazione della legge sulle materie prime critiche, con la quale l'Unione Europea intende garantire l'approvvigionamento di importanti materie prime a lungo termine.
I partner del progetto sono il GFZ Helmholtz Centre for Geosciences Research, la Fraunhofer Society for the Advancement of Applied Research, il Fraunhofer Research Institution for Energy Infrastructures and Geotechnologies, l'Institute for Ecological Economy Research (IÖW) GmbH (organizzazione no-profit) e Neptune Energy Innovations GmbH. I partner associati sono l'Istituto federale per la ricerca sui materiali e l'Istituto federale per le geoscienze e le risorse naturali.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
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