Solicitud de patente Tesla = Proceso para extraer litio de minerales arcillosos

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El 8 de julio, Tesla presentó un solicitud de patente para procesos de extracción de litio de un mineral de arcilla y sus elementos compuestos. El litio ha estado a la vanguardia de muchos cambios tecnológicos desde la década de 1990 gracias a la comercialización de baterías de iones de litio; es la razón de la revolución en los vehículos eléctricos (EV) y los dispositivos de tecnología personal.

El litio es vital para la transición de energía limpia para las baterías que proporcionan energía y almacenan energía. Es la puerta de entrada que permite que la energía renovable se libere de manera constante y confiable. La demanda de litio se ha disparado en los últimos años a medida que los fabricantes de automóviles se han movido mucho más hacia los vehículos eléctricos, especialmente desde que muchos países, incluidos el Reino Unido, Suecia, los Países Bajos, Francia, Noruega y Canadá, han anunciado una eliminación gradual de los automóviles con motor de combustión.

De acuerdo con la Banco MundialSe necesitarán 5 veces más litio del que se extrae actualmente para cumplir los objetivos climáticos globales para 2050.

La nueva solicitud de patente de Tesla incluye proporcionar un mineral de arcilla que comprende litio, mezclar una fuente de cationes con el mineral de arcilla, realizar un molino de alta energía del mineral de arcilla y realizar una lixiviación líquida para obtener una solución de lixiviación rica en litio.

La necesidad generalizada de litio

Un vehículo eléctrico puede tener 5.000 celdas de batería y podría necesitar 10 kg de litio. Una tonelada de litio puede ayudar a satisfacer la demanda de 90 coches eléctricos. Se necesitan unas 60.000 toneladas de carbonato de litio equivalente para producir un millón de coches eléctricos. El CEO de Tesla, Elon Musk, ha señalado que se deben producir 30 millones de automóviles eléctricos para 2027, y eso requeriría 1,8 millones de toneladas de carbonato de litio equivalente.

Considere el paquete de baterías de un Tesla Model S. Miles de celdas cilíndricas, un poco como muñecas anidadas, con componentes de todo el mundo. transformar litio y electrones en energía suficiente para impulsar el automóvil cientos de kilómetros, una y otra vez, sin emisiones de escape.

Normalmente, un paquete principal contiene varios módulos, cada uno de los cuales se construye a partir de numerosas celdas más pequeñas. Dentro de cada celda, los átomos de litio se mueven a través de un electrolito entre un ánodo de grafito y una lámina de cátodo compuesta por un óxido metálico.

La obtención de litio por medios convencionales tiene su propio costo ambiental, debido a las emisiones de carbono y la degradación del agua y la tierra. La demanda de litio con una menor huella ambiental parece estar ganando terreno.

Los detalles de la solicitud de patente de Tesla

La patente, titulada “Extracción selectiva de litio a partir de minerales de arcilla”, sostiene que extraer litio del mineral utilizando cloruro de sodio es una forma más respetuosa con el medio ambiente de obtener el metal en comparación con las técnicas actualmente utilizadas, como la lixiviación ácida. Según Tesla, también permite mayores recuperaciones.

Los minerales de arcilla consisten en capas de estructura microscópicas compuestas de Li, Na, K, Al, Si, Mg, Ca, Fe, O y / o OH, y espacios entre capas a través de los cuales cationes como Li, Na, K y Mg pueden realizarse en agua u otros electrolitos. La posición del átomo de litio en esta estructura mineral. hace toda la diferencia para saber cómo se puede extraer, si el litio se encuentra dentro de la capa de estructura o flotando en la capa intermedia.

El litio, en pequeñas cantidades, está muy extendido en los minerales arcillosos. Puede estar presente en las arcillas como impurezas, inclusiones, cavidades reticulares, absorbidas en la superficie o por sustitución isomorfa, la última de las cuales es la más común.

La introducción a la solicitud de patente de Tesla ofrece una introducción sobre el litio, explicando que es un metal estratégico para la industria de baterías de iones de litio (LIB) y vehículos eléctricos (EV). La importancia de la extracción económica de litio de diversas fuentes de litio se identificó como necesaria para reducir el costo de las baterías y los automóviles eléctricos.

El documento establece que, si bien las fuentes de litio dominantes comúnmente utilizadas para la minería son las salmueras de litio, debido al bajo costo asociado con la extracción de Li de estas fuentes, la demanda cada vez mayor de LIBs hace necesario explorar otras fuentes de litio. La nueva solicitud de patente de Tesla analiza otro método para la extracción de Li: extraer el Li de minerales arcillosos.

Esto es lo que comprendería el proceso propuesto de Tesla para extraer litio de un mineral de arcilla:

  • proporcionar un mineral de arcilla que comprende litio;
  • realizar un molino de alta energía del mineral de arcilla;
  • mezclar una fuente de cationes con el mineral de arcilla al mismo tiempo, antes o después de realizar el molino de alta energía para formar una mezcla, en donde la fuente de cationes comprende un catión y un anión; y,
  • poner en contacto el material de arcilla molido y la mezcla de la fuente de cationes con un disolvente para extraer litio del material de arcilla molido y formar una solución de lixiviación rica en litio.

En este proceso, el litio se obtiene por lixiviación ácida, donde los minerales arcillosos se mezclan con una solución acuosa de ácidos minerales comunes, como H2SO4 o HCl, y luego se calienta a presión atmosférica para lixiviar el litio contenido en los minerales arcillosos. Tesla afirma que este método de lixiviación ácida no solo extrae litio, sino que también filtra altas concentraciones de impurezas, incluidos Na, K, Fe, Al, Ca y Mg.

El litio se extrae generalmente de minerales que se encuentran en rocas ígneas compuestas por rocas grandes (espodumena) o en agua con alta concentración de carbonato de litio. En la solicitud de patente de Tesla, se describió que el material de arcilla comprende uno o más minerales adicionales seleccionados del grupo que consiste en espodumena, lepidolita, zinnwaldita, esmectita, hectorita, moscovita y combinaciones. El mineral de arcilla comprende uno o más elementos adicionales seleccionados del grupo que consiste en sodio, potasio, hierro, aluminio, calcio, magnesio, silicio, cromo y combinaciones.

La solicitud de patente de Tesla señala que la alta pérdida de litio por la eliminación posterior de los elementos de impureza, especialmente la eliminación de Al, puede reducir significativamente la eficiencia general de extracción de litio.

Pensamientos finales

Están en marcha muchos enfoques diferentes para aumentar la cantidad de litio disponible para la industria de la tecnología.

Vulcan Energy Resources ha anunciado que su sitio principal tiene reservas importantes, con concentraciones de litio de 181 miligramos por litro. Actualmente está llevando a cabo un estudio de viabilidad completo, con el objetivo de escalar a la producción comercial completa de litio en 2023-24. “Tenemos un recurso que es lo suficientemente grande para satisfacer una cantidad muy sustancial de la demanda en los mercados europeos aquí durante muchos, muchos años por venir”, dijo el director ejecutivo de Vulcan, Francis Wedin. dijo una conferencia de la industria en octubre pasado.

El enfoque de Standard Lithium se ha centrado en utilizar un enfoque basado en tecnología moderna para extraer litio no solo más rápido, sino también en producir un producto de mayor pureza y reducir la huella ambiental asociada con eso. Utilizando el enfoque de Steve Jobs de trabajar hacia atrás hacia el desarrollo tecnológico, el proyecto impulsa el proceso. Ese principio ha sido fundamental para su equipo en el desarrollo de su proceso patentado LiSTR DLE (LiSTR es un acrónimo de “reactor de tanque agitado de litio”).

La solicitud de patente de Tesla llega en un momento de dudas sobre la posibilidad de que el litio listo para la batería se agote para el 2025. Y a medida que los autos eléctricos comienzan a tomar el control de las carreteras, los recursos de litio son cruciales para la transición a un mundo de cero emisiones.

Solicitud de patente Tesla

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Y eso es todo por ahora, te dejo hasta la siguiente noticia. ¡Hasta la próxima!

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