Thí điểm hệ thống di động chiết xuất lithium từ bồn địa 300 triệu năm

ĐứcCác nhà khoa học phát triển hệ thống thí điểm linh hoạt và gọn nhẹ, mở ra khả năng khai thác nguồn lithium khổng lồ từ nước muối địa nhiệt.

Viện Nghiên cứu Fraunhofer về Hạ tầng Năng lượng và công nghệ địa chất (Fraunhofer IEG) phối hợp cùng một số đối tác công nghiệp và học thuật phát triển hệ thống di động giúp khai thác lithium từ nước muối địa nhiệt dưới bồn địa Bắc Đức. Dự án là một phần của RoLiXX, sáng kiến trị giá 3,2 triệu USD được Bộ Nghiên cứu, Công nghệ và Vũ trụ Liên bang Đức (BMFTR) hỗ trợ.

Bồn địa Bắc Đức được cho là chứa một trong những nguồn tài nguyên lithium lớn nhất châu Âu, ước tính đến 1,27 nghìn tỷ tấn. Nguồn nước địa nhiệt giàu lithium nằm ở độ sâu vài dặm dưới bề mặt cấu trúc địa chất Rotliegend, trong các lớp sa thạch và đá núi lửa có niên đại 300 triệu năm. Để hiểu rõ hơn về cách lithium tích tụ dưới lòng đất cũng như cách khai thác an toàn, nhóm chuyên gia Đức sẽ phân tích mẫu vật và dữ liệu khoan.

Theo Interesting Engineering, dự án mới hướng đến biến các nhà máy địa nhiệt thành nơi sản xuất lithium. Nhóm chuyên gia hy vọng có thể tách chiết lithium trực tiếp từ nước muối ngầm, đồng thời cho phép hoạt động địa nhiệt tiếp diễn, trở thành mô hình năng lượng kép.

Tuy nhiên, việc ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn và tích tụ khoáng chất bên trong hệ thống khai thác là thách thức lớn. Để giải quyết, nhóm chuyên gia thiết kế hệ thống thí điểm với khả năng điều chỉnh các thông số và chất phụ gia hóa học tùy vào thành phần của nguồn nước địa phương. Họ cũng đang nghiên cứu quy trình khai thác không tạo chất rắn, tránh để lại cặn khoáng gây hại cho hạ tầng địa nhiệt. Hệ thống thí điểm có trọng lượng 250 kg với thể tích khoảng 2 m3, đủ gọn nhẹ để vận chuyển bằng xe tải hoặc xe nâng.

"Chúng tôi chủ động thiết kế hệ thống thí điểm theo kiểu di động, dễ thích ứng với những nguồn nước sâu có thành phần khác nhau. Điều này đồng nghĩa, các đơn vị vận hành nhà máy địa nhiệt có thể đánh giá nhanh chóng và dễ dàng tính khả thi cũng như tiềm năng kinh tế của việc khai thác lithium", Tilman Cremer, quản lý dự án tại Fraunhofer IEG, giải thích.

Các nhà khoa học đang kiểm tra hệ thống trong điều kiện vận hành thực tế, đồng thời đánh giá khả năng mở rộng, tác động môi trường và tính khả thi về kinh tế.

Hệ thống thí điểm giúp chiết xuất lithium từ nước muối ngầm trong dự án RoLiXX có thể điều chỉnh linh hoạt thông số và chất phụ gia để phù hợp với điều kiện ở từng địa phương. Ảnh: Fraunhofer IEG

Ngành công nghiệp ôtô của Đức hiện phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu từ Australia, Argentina, Chile, Trung Quốc để đáp ứng nhu cầu sản xuất pin. Cơ quan Nguyên liệu thô Đức ước tính nhu cầu lithium của nước này có thể đạt 0,17 triệu tấn mỗi năm vào năm 2030. Theo hiệp hội thương mại ZVEI, Đức nhập khẩu lượng pin trị giá 23,7 tỷ euro năm 2023, trong đó pin lithium chiếm 86%.

Katharina Alms, trưởng nhóm nghiên cứu tại Fraunhofer IEG, năm ngoái nói với Reuters việc khai thác lithium ở Đức đối mặt nhiều thách thức vì không phải mọi địa điểm đều có nồng độ cao, gây khó cho hoạt động thăm dò. Bà cho biết, nhiều nguồn lithium nằm trong các lớp đá có độ thấm thấp nên không dễ khai thác. Thêm vào đó, các phương pháp khai thác bề mặt đôi khi đòi hỏi kỹ thuật chuyên biệt, phức tạp và tốn thời gian khi triển khai trên quy mô lớn.

Theo Cremer, sáng kiến RoLiXX nhằm chứng minh những nguyên liệu thô quan trọng như lithium có thể được khai thác ngay tại Đức. "Châu Âu cần có nguồn nguyên liệu thô chiến lược riêng. Bằng cách phát triển tài nguyên lithium ở bồn địa Bắc Đức, trong tương lai Đức có thể đóng vai trò trung tâm trong việc đáp ứng nhu cầu nội địa và châu Âu", Cremer tuyên bố.

Thu Thảo tổng hợp