🔋 Une technique expérimentale permet d'extraire du lithium partout et à faible coût

Alors que la production de véhicules électriques et de batteries augmente, le besoin en lithium s'accélère. Cependant, obtenir ce métal repose encore largement sur l'évaporation solaire de saumures (liquides salés), une technique lente, géographiquement limitée aux déserts et très gourmande en espace. Pour répondre à cette demande croissante, de nouvelles façons de produire du lithium, plus rapides et moins invasives, deviennent nécessaires.

Une équipe de Columbia Engineering présente une alternative nommée S3E. Cette technique utilise un solvant réagissant aux variations de température pour capturer le lithium directement depuis des saumures, même lorsque sa teneur est modeste ou qu'il est accompagné d'autres minéraux.

Le procédé S3E fonctionne en deux étapes principales. À température ambiante, le solvant capture le lithium et l'eau présents dans la saumure. Puis, lors d'un chauffage modéré, il relâche le lithium purifié tout en se régénérant pour un nouvel usage. Cette cyclicité permet d'envisager une exploitation en continu.

Contrairement à l'évaporation solaire, qui domine actuellement l'extraction du lithium depuis les saumures, la méthode S3E ne dépend pas de conditions climatiques particulières. Elle pourrait ainsi être déployée presque partout, comme dans des régions telle que la mer de Salton en Californie, où les réserves sont abondantes mais inaccessibles avec les techniques conventionnelles.

Les essais en laboratoire, réalisés avec des saumures synthétiques modélisées sur celles de la mer de Salton, ont montré des résultats encourageants. Après seulement quatre cycles, près de 40% du lithium a été récupéré avec le même lot de solvant. Cette performance indique un potentiel pour des opérations à plus grande échelle.

D'après les scientifiques, cette approche est sélective, rapide et facile à adapter. Elle peut être alimentée par de la chaleur à basse température, provenant de sources énergétiques propres. Ngai Yin Yip, professeur à Columbia University, a expliqué que cette technologie représente un pas vers des chaînes d'approvisionnement plus durables.

Bien que cette étude soit encore au stade de preuve de concept, elle ouvre la voie à des applications pratiques. En permettant d'extraire le lithium plus rapidement et avec moins d'impact environnemental, des techniques comme S3E pourraient contribuer significativement à la transition énergétique mondiale.

Le mécanisme du solvant thermosensible

Le solvant employé dans la technique S3E est conçu pour modifier ses propriétés avec la température. À froid, il forme des complexes avec les ions lithium, les isolant des autres cations présents dans la saumure. Lorsqu'il est chauffé, ces complexes se dissocient, libérant le lithium pur. Ce cycle peut être répété sans perte d'efficacité, ce qui abaisse les coûts opérationnels.

La sélectivité du solvant est un avantage majeur. Il préfère fortement le lithium au sodium ou au potassium, avec des ratios allant jusqu'à 10 fois plus élevés. De plus, il peut précipiter le magnésium, un contaminant fréquent, simplifiant ainsi la purification.

L'utilisation de chaleur basse température rend le procédé économe en énergie. Cette chaleur peut provenir de sources renouvelables ou de récupération, alignant la méthode avec les principes de durabilité. Des ajustements pourraient encore améliorer le rendement à l'avenir.

Cette approche repose sur une chimie fine qui évite les additifs coûteux. En exploitant des interactions moléculaires simples, elle offre une alternative robuste aux procédés traditionnels, avec des applications potentielles dans d'autres domaines de séparation chimique.