ThermIon

Extraktion von Lithium

Zelloperation

 

 

Funktionsprinzip der Ionenpumpe f¨¹r die Gewinnung von LIthium aus Solen. Lithium wird von einer selektiven Elektrode (aus LMO) aus der Ausgangsl?sung aufgefangen und dann an die "R¨¹ckgewinnungsl?sung" abgegeben. In der Zwischenzeit f?ngt eine Gegenelektrode (aus NiHCF) Kaliumionen aus der R¨¹ckgewinnungsl?sung ab und gibt sie an die Ausgangsl?sung ab.

Grafik

 

 

Die f¨¹r die Gewinnung von Lithium aus Solen ben?tigte elektrische Energie ist sehr gering und vernachl?ssigbar. Der gr??te Teil der Energiekosten entf?llt auf das Pumpen. Dieses Diagramm zeigt die zum Pumpen ben?tigte Energie in Abh?ngigkeit von der Lithiumkonzentration bei verschiedenen angelegten Str?men. Auf der rechten Seite sind die Energiekosten im Verh?ltnis zum produzierten Lithiumwert angegeben. Bei den relativ hohen Konzentrationen, die f¨¹r das ThermIon-Projekt von Interesse sind, ist der Energieaufwand f¨¹r das Pumpen vernachl?ssigbar.

Kristallstruktur

 

 

Kristallstruktur von LMO, das als lithiumselektives Elektrodenmaterial verwendet wird.

Kristallstruktur

 

 

Kristallstruktur von NiHCF, dem aktiven Material, das in der Gegenelektrode verwendet wird.

Projektbeschreibung

Im Rahmen des ThermIon-Projekts wird die Lithiumextraktion mit Hilfe der Ionenpumpentechnik erneuert. Das Team ist bestrebt, die Eigenschaften und die Leistung der Elektrodenmaterialien zu verbessern und f¨¹hrt elektrochemische Analysen und Modellierungen durch. Das Ziel des Projekts besteht darin, die Effizienz, Leistung und langfristige Stabilit?t des Lithiumextraktionsprozesses durch fortschrittliche theoretische Modelle und strenge experimentelle Analysen zu optimieren und damit die Zukunft der nachhaltigen Energie zu revolutionieren.

"ThermIon" ist unser bahnbrechendes Projekt, das darauf abzielt, Lithium und weitere Ressourcen aus geothermischen Aquiferen, vor allem aus dem Oberrheingraben, nachhaltig nutzbar zu machen. ThermIon geht ¨¹ber die traditionellen Techniken zur Ressourcenbewertung hinaus und entwickelt hochmoderne Schemata, die auf unserer elektrochemischen Technik, dem Ionenpumpen, basieren.

Der Eckpfeiler des Projekts ist die Entwicklung einer umweltfreundlichen, wirtschaftlich w¨¹nschenswerten und hochinnovativen Gewinnungstechnologie speziell f¨¹r Lithium. Dieses Verfahren ber¨¹cksichtigt die gesamte Wertsch?pfungskette: von der Gewinnung der Sole ¨¹ber ihre Vorbehandlung bis hin zur Lithiumextraktion und der Wiedereinleitung der Sole.

Unser neuartiges Extraktionsverfahren, das elektrochemische Ionenpumpen, zeichnet sich durch eine bemerkenswerte Selektivit?t aus und setzt einen revolution?ren Ma?stab in der Branche. Das Verfahren wird mit echten geothermischen W?ssern aus dem Geothermiestandort Grabenneudorf sorgf?ltig getestet und bewertet. Dar¨¹ber hinaus sind die Projektergebnisse auf 13 geplante Geothermieprojekte ¨¹bertragbar, ein Beweis f¨¹r die innovative Anpassungsf?higkeit der ThermIon-Projekts.

Unser Endziel? Die Entwicklung eines skalierbaren Konzepts f¨¹r eine gr??ere, kommerzielle Lithiumextraktionsanlage, die in erster Linie hochreines Lithium f¨¹r die deutsche Batterproduktion liefern soll. Mit ThermIon sind wir auf der Mission f¨¹r eine nachhaltige Zukunft und streben eine Reinheit von 99,9% f¨¹r unser Endprodukt und eine Ausbeute von 70% an. Die Kraft der Natur nutzen, Innovationen f¨¹r die Zukunft schaffen - das ist ThermIon.

Im Rahmen des ThermIon-Projekts spielt die ESECS-Gruppe eine zentrale Rolle bei der Erforschung und Innovation der Strukturen der aktiven Partikel, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf den Mikro- und Makrostrukturen der Elektroden liegt. Unser Ziel ist es, das Innenleben der Materialeigenschaften und der Leistung zu erforschen, mit besonderem Augenmerk auf die Geschwindigkeit und die Kapazit?t der Lithium-Interkalation, wobei wir uns auf die Elektrodenmaterialien LMOund NiHCF konzentrieren.

Unser Team beteiligt sich umfassend an einer Reihe von Projektaktivit?ten. Unsere Aufgaben reichen von der Konzeption einer Testanlage im Bypass eines geothermischen Kraftwerks bis hin zur umfassenden Systemanalyse.

Die Entwicklung unserer Materialien zielt darauf ab, die Porosit?t, die Form und die Anbindung an den Kohlenstofftuchkollektor zu optimieren. Diese Optimierung konzentriert sich auf die Steigerung der Leistung, die Verbesserung der Effizienz und die Erreichung einer langfristigen Stabilit?t. Um unsere ehrgeizigen Ziele zu erreichen, nutzen wir die Leistungsf?higkeit fortschrittlicher theoretischer Modelle in Verbindung mit sorgf?ltigen experimentellen Analysen. Im Rahmen des ThermIon-Projekts bahnt die ESECS-Gruppe einen Weg in eine nachhaltige und effiziente Zukunft.

 

F?rdermittelgeber

Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action-
Bundesministerium f¨¹r Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

F?rderkennzeichen

03XP0523B

Projektakronym

ThermIon

Laufzeit

01.10.2024 - 30.09.2027

F?rdermittelsumme

€ 353.166

Gasteinrichtung / Host Institution

Universit?t Bremen

Projektwebsite

Die offizielle Projektwebsite finden Sie unter:
https://thermion.info/

 

Ansprechpartner im Projekt

Prof. Fabio La Mantia
Telefon
E-Mail

Dr. Doriano Brogioli
Telefon
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Lewin Schr?der
Telefon
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