Une découverte accidentelle des chercheurs de l’Université du Michigan ouvre de nouvelles possibilités pour l’extraction du lithium dans des saumures considérées jusqu’à présent comme « de basse qualité », avec une teneur élevée en magnésium.
La découverte permet de séparer le lithium sans avoir recours à des processus intensifs en eau ni en énergie, ce qui pourrait transformer la manière dont est obtenu cette ressource clé pour la transition énergétique.
Le problème du lithium et du magnésium
- Le lithium est principalement extrait de roche dure et de saumures concentrées, toutes deux ayant un impact environnemental élevé.
- La mine de roche implique de grands mouvements de terre et un risque de contamination des aquifères.
- Les saumures nécessitent de vastes bassins d’évaporation solaire, avec une consommation massive d’eau et de temps.
- Le magnésium, chimiquement similaire au lithium mais avec une charge plus élevée, complique les processus traditionnels. Dans les saumures avec une proportion de six pour un par rapport au lithium, la séparation devient coûteuse et polluante.
La nouvelle méthode
Le système développé rompt avec cette logique :
- Il n’utilise ni électricité ni pression externe.
- Il repose sur une membrane à charge négative, avec de la saumure d’un côté et de l’eau pure de l’autre.
- Étonnamment, le lithium traverse la membrane avant le magnésium, contrairement à ce que prévoyait la théorie classique.
- Le phénomène a été découvert lors d’expériences de contrôle en électrodialyse et a été répété dans différentes conditions avec des résultats cohérents.
L’explication réside dans l’équilibre des charges : les chlorures traversent la membrane vers l’eau pure et le lithium les accompagne pour maintenir la neutralité électrique, tandis que le magnésium reste piégé en compensant les charges négatives de la membrane.
Avantages environnementaux
- Réduit drastiquement le besoin d’évaporation.
- Redistribue l’eau au lieu de l’éliminer, diminuant la consommation d’eau.
- Génère moins de saumures résiduelles concentrées.
- Fonctionne même avec des salinités élevées, où d’autres technologies échouent.
Cette approche pourrait soulager les tensions dans les régions arides comme les salars sud-américains, où l’utilisation intensive de l’eau affecte les communautés et les écosystèmes.
Limitations et combinaisons possibles
- Le système ne sépare pas le lithium des autres ions monovalents comme le sodium.
- Il peut être combiné avec des adsorbants sélectifs, des étapes d’évaporation plus courtes ou des réactions chimiques spécifiques pour précipiter le lithium.
- La recherche avance vers des analyses techno-économiques réelles, pour définir quelles combinaisons fonctionnent le mieux en dehors du laboratoire.
Implications pour la transition énergétique
- Permet d’envisager une extraction du lithium plus distribuée et locale, moins concentrée dans quelques salars emblématiques.
- Facilite des projets de plus petite échelle, avec une empreinte hydrique et chimique réduite.
- À moyen terme, pourrait s’intégrer dans des stratégies d’économie circulaire de l’eau industrielle, où les saumures sont considérées comme une ressource et non un déchet.
- À long terme, renforce l’idée que la transition énergétique doit éviter de reproduire les erreurs extractives du passé.
La découverte de l’Université du Michigan ne promet pas de miracles, mais elle offre une amélioration concrète et réaliste pour l’extraction du lithium. En ouvrant la porte à l’exploitation de saumures rejetées, elle réduit les impacts environnementaux et élargit les options pour une ressource essentielle dans les batteries et les technologies propres.
