Няма съмнение, че в следващите години ще ни трябва много литий. Нарастващият пазар на електрически автомобили, плюс ново домакинство за съхранение на енергия и мащабни ферми за батерии и настоящата липса на всякаква технология, по-добра за съхранение от литиево-йонните батерии, поставя бъдещето на съхранение на енергия в ръцете на само няколко места около свят, където алкалният метал се добива.
В началото на това десетилетие изследователи от Мичиганския университет прогнозираха растежа на търсенето на литий до 2100 г. Това е много - вероятно някъде между 12 и 20 милиона метрични тона - но същите тези учени, както и други, в USGS и на други места са изчислили, че депозитите в световен мащаб значително надвишават тези числа. Проблемът не е в присъствието на литий на Земята, а в това, че можете да се справите. По-голямата част от това, което използваме в момента, идва само от няколко източника, най-вече в Чили и Австралия, които произвеждат 75 процента от лития, който светът използва, а също и от Аржентина и Китай, според USGS проучване от 2016 г.
Търсейки да разрешат този проблем, геолозите от Станфорд тръгнаха да търсят нови източници на метала. Те знаеха, че произхожда от вулканична скала, и затова отидоха до най-големите вулкани, които можеха да намерят: Супервулкани, които изглеждат не като планина с дупка в нея, а голяма, широка калдера с форма на казан, където изригване на голям мащаб се случи преди милиони години. Там те видяха високи концентрации на литий, съдържащи се в вид вулканична глина, наречена хекторит. Геолозите вече знаеха като цяло, че литият идва от вулканични скали, но екипът от Станфорд успя да го измери на неочаквани места и количества, отваряйки по-широк спектър от потенциални обекти.
„Оказва се, че в действителност не се нуждаете от свръх високи концентрации на литий в магмата“, казва Гейл Матийс, професор по геология в Станфорд и автор на изследването в Nature Communications, относно откритието. „Много от вулканите, изригнали в западните щати, биха имали достатъчно литий, за да произведат икономическо находище, стига изригването да е достатъчно голямо ... и докато [създаде] ситуация, в която можете да концентрирате лития, който е излужен от скалите. "
Литият се добива от тези бели скали, които са утайки от езерото на калдера. (Том Бенсън) Понастоящем по-голямата част от лития, който използваме, идва от литиева саламура - солени подземни води, натоварени с литий. Вулканичните скали се отказват от лития си, тъй като дъждовна вода или гореща хидротермална вода го извлича от тях. Тя се спуска надолу към големи геоложки басейни, където земната кора всъщност се простира и провисва. Когато това се случи в особено сухи райони, водата се изпарява по-бързо, отколкото може да се натрупа, и вие получавате по-плътни и по-плътни концентрации на литий. Ето защо най-добрите литиеви залежи досега са били на места като долината Клейтън, Невада и чилийската пустиня Атакама. Той се консолидира в течна саламура под сухата пустинна повърхност, която се изпомпва от земята, кондензира се допълнително в изпарителни басейни и се извлича от саламурата в химически инсталации.
LeeAnn Munk, геолог от Университета в Аляска, от години работи за разработването на „геоложка рецепта“ за условията, при които се образува литиев солев разтвор, и нейният екип е първият, който описва този модел на рудни находища - вулканичното действие, тектонската структура, сухият климат и пр. Нейната работа, която често я свързва с USGS, се фокусира върху саламура.
Но саламурата е само един от начините за намиране на литий. Добре известно е, че металът може да бъде намерен в твърда скала, наречена пегматит, и в хекторит. Хекторитът не е глина, каквато бихте използвали за приготвяне на саксия, а изсъхнало, слоесто, бяло пепелно вещество, което се е образувало поради хидротермално действие след изригването на вулкана. Глината абсорбира и залепва литий, излязъл от вулканичната скала. Тъй като тези вулкани са стари - най-забележителният може би е вулканичното поле Макдермит на 16 милиона години в долината Кингс, Невада - земята се е изместила и глината често се намира не в басейн, а е изложена, нагоре високи пустинни планински вериги.
„[Mahood и нейният екип] са установили как се задържа литий в тези висококалициеви вулканични скали“, казва Мунк. „Това спомага за по-нататъшното ни разбиране за това къде се намира литий, в рамките на Земята. Ако не разбираме напълно това, тогава ни е трудно да кажем колко литий имаме и колко литий всъщност можем да извлечем. Те са помогнали да се разбере къде съществува литий в кората. "
Други места, идентифицирани от групата на Mahood, включват Сонора, Мексико, калдера Йелоустоун и Пантелерия, остров в Средиземноморието. Всяка от тях показва различни концентрации на литий, които изследователите успяха да съпоставят с концентрацията на по-лесно разпознаваемите елементи рубидий и цирконий, което означава, че в бъдеще те могат да бъдат използвани като индикатори в търсенето на допълнителен литий.
Но има и нещо повече от просто търсене на богати на литий сайтове за супервулкани. „Проблемът в момента е, че наистина няма достатъчно голяма технология, която да изкопава лития от глините, което е икономично“, казва Мунк. „Това може да се случи в бъдеще.“
Майчинството признава това. „Доколкото знам, хората не са разработили търговски мащабен процес за отстраняване на литий от хекторит“, казва тя. „Иронията на всичко това е, че хекторитът се добива в момента, но всъщност не се добива за лития. Това, за което го добиват, е хекторитът като глина, а хекторитните глини имат необичайни свойства, тъй като са устойчиви на много високи температури. И така, засега находището в Кралската долина се добива е да се направят специални сондажни соли, които се използват в производството на природен газ и нефт. "
Но извличането на литий от саламура също е скъпо, особено в количеството прясна вода, което му е необходимо, на места, където водата е оскъдна. Вероятно има много литий за обикаляне, казва Mahood, но не искате всичко да идва от един източник. „Искате да идва от разнообразни места по отношение както на държави, така и на компании, “ казва тя, „така че никога да не сте заложник на ценовите практики на една страна.“
