Costo dimezzato e zero scarti: il metodo di estrazione che può cambiare il litio

Un gruppo di ricerca guidato dal MIT ha messo a punto un metodo per estrarre litio di grado batteria dallo spodumene, il minerale che rappresenta la fonte più diffusa, lavorandolo a bassa temperatura invece di "cuocerlo" in forno. Il processo dimezza i costi rispetto alla raffinazione classica da roccia e riduce gli scarti quasi a zero, secondo lo studio pubblicato giovedì su Science.

Stati Uniti, Europa e Australia hanno grandi giacimenti di litio entro i propri confini, ma la raffinazione resta quasi tutta in Cina: il collo di bottiglia è la capacità di trasformarlo in sali utilizzabili. È una dipendenza che si è fatta sentire di recente, quando Pechino ha limitato l'esportazione delle tecnologie per produrre carbonato e idrossido di litio da spodumene. Un metodo occidentale e a basso costo per chiudere quel passaggio potrebbe cambiare gli equilibri prima ancora di arrivare su scala industriale.

Dal forno a 1.000 °C alla crema per incidere il vetro

Oggi estrarre litio dalla roccia significa somministrare calore allo spodumene a una temperatura di oltre 1.000 °C per renderlo aggredibile, poi trattarlo chimicamente con liscivia e scartare tutto il resto del minerale. È un processo costoso ed energivoro, spesso meno conveniente dell'estrazione da salamoia, che però ha pesanti ricadute ambientali e una geografia limitata.

L'idea del team nasce da una ristrutturazione domestica. Circa venticinque anni fa Yet-Ming Chiang, professore di scienza dei materiali al MIT, comprò una crema per incidere il vetro e notò che ne corrodeva la superficie; l'ingrediente attivo era il fluoruro di ammonio. Riprendendo quell'intuizione, i ricercatori hanno usato una miscela di acqua e fluoruro di ammonio per sciogliere per prima la silice, invertendo l'idrometallurgia classica, dove il silicato è di norma l'ultimo componente a cedere. Il reagente è un acido debole e, nelle condizioni giuste, scioglie i silicati senza ricorrere all'acido fluoridrico, il composto estremamente pericoloso che resta la via più nota per questo scopo. Altri reagenti a base di fluoro lo evitano come ingrediente ma lo liberano comunque durante la reazione, mentre qui non si forma in nessuna fase.

Il punto centrale è il ciclo chiuso: sciogliendo la roccia si liberano litio, alluminio e silice, e recuperando l'ammoniaca che si sviluppa durante la reazione si fa riprecipitare la silice e si rigenera il fluoruro di ammonio di partenza. Ne escono tre prodotti vendibili: carbonato di litio di grado batteria, allumina di grado metallurgico e silice utilizzabile nel cemento. Chiang lo paragona al mangiare un animale "dal naso alla coda", usando ogni parte del minerale. Il metodo è stato verificato su 17 fonti di spodumene diverse, con un recupero superiore al 95%. Si muove sullo stesso filone di altre ricerche a bassa energia per il litio di cui abbiamo già parlato, dove il limite dei metodi tradizionali sono proprio gli acidi forti e i consumi elevati.

Dal laboratorio all'impianto pilota

La tecnologia è già in fase di industrializzazione tramite Rock Zero, società nata dal MIT. Il processo lavora in vasche di plastica agitate a temperature fino a circa 95 °C e ha ridotto il tempo di estrazione da qualche giorno a meno di 12 ore; in laboratorio ogni lotto tratta circa tre chilogrammi di concentrato. Camden Hunt, CEO e cofondatrice di Rock Zero, ricorda che entro il 2040 la produzione globale di litio andrà quadruplicata, e che evitare di ricorrere forni ad alta temperatura permette anche di lavorare minerali troppo ricchi di ferro per la cottura tradizionale.

Sui costi, MIT Technology Review stima un valore inferiore ai 6.000 dollari per tonnellata una volta a regime, ipotizzando un alto tasso di riciclo del reagente: metà del costo dell'estrazione classica da roccia e potenzialmente competitivo con la salamoia. L'impianto pilota è atteso in costruzione entro fine 2026 e operativo nel 2027, con trattative in corso con possibili partner minerari.

Diversi fattori complicano il quadro reale: i prezzi del litio oscillano molto, la qualità dei giacimenti non è uniforme e il passaggio al nuovo metodo richiederebbe investimenti in impianti. Simon Jowitt, geologo dell'University of Nevada a Reno, osserva che il mercato è affollato e ancora piccolo, quindi volatile, e che alcune stime economiche dell'azienda potrebbero essere ottimistiche; pesa anche la concorrenza delle batterie sodio-ione, che del litio possono farne a meno.

Chiang sostiene che, a regime, sarà il modo più economico di ottenere litio in assoluto, non solo dalla roccia. La parte già verificata è la chimica che si "autorigenera" e funziona su diciassette minerali diversi, ma la prova della scala industriale è affidata all'impianto pilota del 2027, in un mercato dove il prezzo del litio è crollato a fine 2024 e ha ripreso a salire solo a inizio 2026.