Нема сумње да ће нам у наредним годинама требати пуно литијума. Растуће тржиште електричних аутомобила, плус ново складиштење енергије у домаћинству и велике фарме батерија, и тренутни недостатак било које технологије која је боља за складиштење од литијум јонских батерија, ставља будућност складиштења енергије у руке свега неколико места широм свет где се екстракује алкални метал.
Раније ове деценије, истраживачи са Универзитета у Мичигену пројектовали су раст потражње за литијумом до 2100. То је много - вероватно негде између 12 и 20 милиона метричких тона - али ти исти научници, као и други, на УСГС и другде проценили су да глобални депозити знатно прелазе те бројеве. Питање није у том случају присуство литијума на Земљи, већ могућност да се на њега уђе. Већина онога што користимо тренутно долази из само неколико извора, углавном из Чилеа и Аустралије који производе 75 процената литијума који свет користи, а такође и Аргентина и Кина, према америчком истраживању из 2016.
У потрази за решавањем овог проблема, геолози са Станфорда су се упутили у потрагу за новим изворима метала. Знали су да потиче из вулканске стене, па су отишли до највећих вулкана који су могли да пронађу: Супер вулкани, који не изгледају као планина са рупом у њој, већ велика, широка, калдера у облику каве у којој ерупција великог обима десило се пре милионе година. Тамо су видели високе концентрације литијума садржаног у врсти вулканске глине зване хекторит. Геолози су већ углавном знали да литијум потиче из вулканских стена, али тим са Станфорда је био у стању да га измери на неочекиваним локацијама и количинама отварајући шири спектар потенцијалних налазишта.
„Испоставило се да вам заиста нису потребне супер високе концентрације литијума у магми“, каже Гаил Махоод, професор геологије на Станфорду и аутор студије у Натуре Цоммуницатионс о открићу. "Многи вулкани који су избили у западној Америци имали би довољно литијума да произведу економско лежиште, све док је ерупција довољно велика ... и све док [је] створила ситуацију да можете концентрисати литијум који је излучен. стена. "
Литијум се вади из ових белих стена, које су седиментни језери калдере. (Том Бенсон) Тренутно већина литијума који користимо долази из литијумске раствора - слане подземне воде која је напуњена литијумом. Вулканске стијене одбацују свој литијум док их кишница или врућа хидротермална вода извлаче из њих. Она се креће низбрдо до великих геолошких базена у којима се земља Земље заправо протеже и простире. Када се то догоди у посебно сушним регионима, вода испарава брже него што се може накупљати, а ви добијате гушће и гушће концентрације литијума. Зато су досад најбоља лежишта литијума била у местима попут долине Цлаитон, Невада и чилеанске пустиње Атацама. Консолидује се у течном сланом слоју испод суве пустињске површине, која се испумпава из земље, даље се кондензује у базама за испаравање и извлачи из раствора у хемијским постројењима.
ЛееАнн Мунк, геолог са Универзитета Аљаска, годинама ради на изради „геолошког рецепта“ услова под којима се формира литијев слани раствор, а њен тим је први описао овај модел лежишта руде - вулканску акцију, тектонску структуру, сушну климу итд. Њезин се рад, који је често у пару са УСГС, фокусирао на слани раствор.
Али слани раствор је само један од начина проналажења литијума. Познато је да се метал може наћи у чврстој стијени која се назива пегматит и у хекториту. Хекторит није глина као што бисте је користили за прављење лонаца, већ осушена, слојевита, бела пепеласта супстанца која се формирала услед хидротермалног деловања после ерупције вулкана. Глина упија и учвршћује литијум који се излучио из вулканске стене. Будући да су ти вулкани стари - можда је најзначајнији, вулкански пол МцДермитт-а стар 16 милиона година у Кингс Валлеи-у, Невада - земља се померала, а глина се често не налази у котлини, већ је изложена, горе високи пустињски планински ланци.
„[Махоод и њен тим] су утврдили како се у тим високим вулканским стијенама од силицијевог диоксида држи литијум“, каже Мунк. „Помаже даље наше разумевање где се литијум налази унутар Земље. Ако то у потпуности не разумемо, тада нам је тешко рећи колико литијума имамо и колико литијума у ствари можемо да извучемо. Они су помогли да се схвати где литијум постоји у кори. "
Остале локације које је идентификовала Махоодова група укључују Сонора, Мексико, жупу Иелловстоне и Пантеллериа, острво на Медитерану. Свака од њих показала је различите концентрације литијума, које су истраживачи могли да корелирају са концентрацијом елемената рубидијума и цирконијума који се лакше открију, што значи да се у будућности могу користити као показатељи у потрази за даљим литијумом.
Али ту је и више него само тражење литијумско богатих налазишта супер вулкана. „Питање је тренутно у томе што заиста не постоји довољно велика технологија да се литици изваде из глине што је економично“, каже Мунк. "То би се могло догодити у будућности."
Маство то признаје. "Колико знам, људи нису развили комерцијални поступак уклањања литијума из хекторита", каже она. „Иронија је свега тога што се хекторит тренутно минира, али он се у ствари не копа по литијуму. Оно због чега га ископавају су хекторит као глина, а хекторитне глине имају необична својства по томе што су стабилне на врло високе температуре. Дакле, за сада се ископава лежиште у Кинг'с Валлеи-у јесте прављење специјалних бушаћих блата које се користе у индустрији природног гаса и нафте. "
Али вађење литијума из саламуле је такође скупо, посебно у количини свеже воде која му је потребна, на местима где је воде мало. Вероватно је доста литијума да се обилази, каже Махоод, али не желите да све долази из једног извора. „Желите да дође из разноликих места, како у погледу земаља, тако и компанија, “ каже она, „тако да никада нисте таоци пракса цена једне земље“.
