Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wollen das für Smartphones, Laptops, E-Autos und Co wichtige Lithium künftig kostengünstig aus Spodumen gewinnen. Das Hartgestein kommt in Dutzenden Ländern vor, in den USA beispielsweise, aber auch im DACH-Raum. Spodumen wird bereits in China genutzt, um das darin enthaltene Lithium zu gewinnen, doch der dort genutzte Prozess ist extrem energieaufwendig, Das Gestein wird bei 1.000 Grad Celsius geschmolzen, um die Bestandteile zu separieren.
Das MIT-Team um Yet-Ming Chiang und Camden Hunt behandelt das Gestein mit Wasser, in dem Ammoniumfluorid gelöst ist. Es löst den Hauptbestandteil des Hartgesteins auf, das Siliziumdioxid. Herkömmliche Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus Erzen lösen aufgrund der Stärke der Silizium-Sauerstoff-Bindungen bevorzugt reaktivere Elemente auf und hinterlassen einen siliziumdioxidreichen Rückstand.
Durch den Einsatz von gelöstem Ammoniumfluorid ist es den Forschern gelungen, Siliziumdioxid zuerst aufzulösen, und zwar bei Raumtemperatur, und den Prozess damit umzukehren. Übrig bleibt ein Mix, der vor allem Lithium in Form eines Fluorids und Aluminium enthält. Es gelang dem Team, das Lithiumfluorid von den übrigen Bestandteilen abzutrennen.
Daraus haben die Wissenschaftler Lithiumhydroxid und Lithiumcarbonat hergestellt, zwei Salze, die sich für die Herstellung von Batteriekathoden nutzen lassen. Auch das Aluminium konnten die Experten in so reiner Form abtrennen, dass es industriell nutzbar ist. Der grosse Rest besteht aus Siliziumdioxid. Das ist die chemische Bezeichnung für Sand. Dieser lässt sich als Rohstoff für die Herstellung von Beton verwenden.
Lediglich Verunreinigungen des Ausgangsmaterials Spodumen fallen als Abfall an, denn Wasser und Ammoniumfluorid gewinnen die Ingenieure in einem eigens entwickelten Recycling-Verfahren weitgehend zurück. "Wir glauben, dass unser Verfahren der energie- und kosteneffizienteste Weg ist, Lithium zu gewinnen", sagt Chiang abschliessend.
