Nema sumnje da će nam u narednim godinama trebati puno litija. Rastuće tržište električnih automobila, plus novo skladištenje energije u domaćinstvu i velike farme baterija, te trenutni nedostatak bilo koje tehnologije koja je bolja za skladištenje od litijum-jonskih baterija, stavlja budućnost skladištenja energije u ruke svega nekoliko mjesta oko svijet u kojem se ekstrahira alkalijski metal.
Ranije ovog desetljeća, istraživači sa Sveučilišta u Michiganu projicirali su porast potražnje za litijem do 2100. To je mnogo - vjerojatno negdje između 12 milijuna i 20 milijuna metričkih tona - ali ti isti znanstvenici, kao i drugi, na USGS i drugdje procijenili su da globalni depoziti znatno prelaze te brojke. Pitanje nije prisutnost litija na Zemlji, već u tome da ga možete dobiti. Većina onoga što koristimo trenutno dolazi iz samo nekoliko izvora, uglavnom iz Čilea i Australije koji proizvode 75 posto litija koje svijet koristi, a također i Argentina i Kina, prema američkom istraživanju iz 2016. godine.
U potrazi za rješenjem ovog problema, geolozi Stanforda uputili su se u potragu za novim izvorima metala. Znali su da potječe od vulkanske stijene, pa su otišli do najvećih vulkana koji su mogli pronaći: Supervulkani, koji ne izgledaju kao planina s rupom u njoj, već velika, široka kaldera u obliku kave u kojoj erupcija velikog obima dogodilo se prije milijuna godina. Tamo su vidjeli visoke koncentracije litija sadržane u vrsti vulkanske gline zvane hektorit. Geolozi su već općenito znali da litij dolazi iz vulkanskih stijena, ali tim sa Stanforda uspio ga je izmjeriti na neočekivanim mjestima i količinama otvarajući širi spektar potencijalnih nalazišta.
"Pokazalo se da vam zaista nisu potrebne super visoke koncentracije litija u magmi", kaže Gail Mahood, profesor geologije na Stanfordu i autor studije u Nature Communications o otkriću. "Mnogi vulkani koji su izbili u zapadnom dijelu SAD-a imali bi dovoljno litija za proizvodnju ekonomskog ležišta, sve dok je erupcija dovoljno velika ... i sve dok [je] stvorila situaciju da možete koncentrirati litij koji je izlučen stijena. "
Litij se vadi iz ovih bijelih stijena, koje su sedimentni jezerski sedimenti. (Tom Benson) Trenutno najveći dio litija koji koristimo dolazi iz litijeve slane vode - slane podzemne vode koja je napunjena litijem. Vulkanske stijene odbacuju svoj litij jer ih kišnica ili vruća hidrotermalna voda izvlače iz njih. Ona se kreće nizbrdo do velikih geoloških bazena gdje se zemlja Zemlje zapravo proteže i prosijava. Kad se to dogodi u posebno sušnim područjima, voda isparava brže nego što se može akumulirati, a vi dobijate gušće i gušće koncentracije litija. Zbog toga su dosad najbolja nalazišta litija bila u dolinama Clayton, Nevada i čileanskoj pustinji Atacama. On se konsolidira u tekućem slanom sloju ispod suhe pustinjske površine, koja se ispumpa iz zemlje, dalje se kondenzira u bazama za isparavanje i ekstrahira iz slane otopine u kemijskim postrojenjima.
LeeAnn Munk, geolog sa Sveučilišta na Aljasci, godinama radi na izradi "geološkog recepta" uvjeta pod kojima se formira litijev slani raspor, a njezin je tim prvi opisao ovaj model ležišta rude - vulkansko djelovanje, tektonska struktura, sušna klima itd. Njezin se rad, koji je često u paru s USGS-om, usredotočio na slanu otopinu.
No, slana otopina je samo jedan od načina pronalaska litija. Poznato je da se metal može naći u čvrstoj stijeni koja se naziva pegmatit, i u hektoritu. Hektorit nije glina kao što biste je koristili za izradu lonca, već osušena, slojevita, bijela pepelasta tvar koja je nastala uslijed hidrotermalnog djelovanja nakon što je vulkan izbio. Glina upija i učvršćuje litij koji se iscurio iz vulkanske stijene. Budući da su ti vulkani stari - možda najznačajniji je 16 milijuna godina stari vulkan McDermitt u Kings Valleyu u Nevadi - zemlja se pomaknula, a glina se često nalazi ne u bazenu već je izložena, gore visoki pustinjski planinski lanci.
"[Mahood i njezin tim] utvrdili su kako se u tim visokim vulkanskim stijenama silika održava litij", kaže Munk. "To pomaže u daljnjem razumijevanju mjesta litija unutar Zemlje. Ako to ne razumijemo u potpunosti, tada nam je teško reći koliko litija imamo i koliko litija u stvari možemo izdvojiti. Oni su pomogli unaprijediti razumijevanje gdje litij postoji u kore. "
Ostala mjesta koja je identificirala Mahoodova skupina uključuju Sonora, Meksiko, kaldena iz Yellowstonea i Pantelleria, otok na Sredozemlju. Svaka od njih pokazala je različite koncentracije litija, koje su istraživači mogli povezati s koncentracijom elemenata rubidijom i cirkonijom koje se lakše otkriju, što znači da se one u budućnosti mogu koristiti kao pokazatelji u potrazi za daljnjim litijem.
Ali postoji još mnogo toga nego samo traženje litijumskih mjesta s supervulkanima. "Problem je upravo u tome što doista ne postoji dovoljno velika tehnologija da se litin izvadi iz gline što je ekonomično", kaže Munk. "To bi se moglo dogoditi u budućnosti."
Mahood to priznaje. "Koliko znam, ljudi nisu proradili komercijalni postupak uklanjanja litija iz hektorita", kaže ona. "Ironija svega je u tome što se hektorit trenutno minira, ali zapravo se ne kopa po litijumu. Ono za što ga iskopavaju hektorit kao glina, a hektoritne gline imaju neobična svojstva po tome što su stabilne na vrlo visoke temperature. Dakle, za sada se iskopava ležište u King's Valleyu je izrada specijalnih bušaćih blata koja se koriste u industriji prirodnog plina i nafte. "
Ali izdvajanje litija iz slane otopine također je skupo, posebno u količini svježe vode koja mu je potrebna, na mjestima u kojima je vode malo. Mahood, kaže, vjerojatno ima puno litija, ali ne želite da sve dolazi iz jednog izvora. "Želite da dođe iz raznolikih mjesta, u smislu zemalja i kompanija, " kaže ona, „kako nikad niste taoci praksama cijena jedne zemlje."
