Le compagnie aeree hanno regole severe su dove è possibile imballare i computer portatili, e la ragione è da ricercarsi nelle batterie agli ioni di litio. Queste batterie, che alimentano di tutto, dai telefoni alle auto elettriche, possono rappresentare un rischio di incendio in determinate condizioni. Il pericolo deriva dal litio stesso. Questo metallo leggero è altamente reattivo, il che significa che può subire rapidamente reazioni chimiche. Ad esempio, quando il litio puro entra in contatto con l’acqua, produce calore e rilascia idrogeno gassoso, che è estremamente infiammabile.
Tuttavia, è proprio questa reattività a rendere il litio così utile. Nelle batterie, il litio passa facilmente da uno stato chimico all’altro, consentendogli di immagazzinare e rilasciare energia in modo efficiente. Per questo motivo le batterie agli ioni di litio sono fondamentali per la tecnologia moderna e per la transizione verso un’energia più pulita. Sono ampiamente utilizzate nei veicoli elettrici e sono essenziali per immagazzinare l’energia generata da fonti rinnovabili come pannelli solari e turbine eoliche.
Perché la domanda di litio è in forte aumento
Con la transizione globale verso l’elettrificazione e le energie rinnovabili, la domanda di litio è aumentata vertiginosamente. Tradizionalmente, il litio viene estratto da giacimenti come le pegmatiti, rocce ignee a grana grossa, e le argille vulcaniche. Questi giacimenti sono ben studiati e già sfruttati commercialmente. Tuttavia, espandere l’offerta in modo economicamente vantaggioso e rispettoso dell’ambiente rimane una sfida importante.
Per affrontare questo problema, gli scienziati stanno iniziando a guardare oltre l’estrazione mineraria convenzionale. Un’idea promettente è quella di recuperare il litio dai materiali di scarto derivanti da precedenti attività industriali (ad esempio, residui minerari o detriti di perforazione). Questi materiali sono spesso considerati rifiuti, ma potrebbero comunque contenere elementi preziosi che all’epoca non erano economicamente recuperabili.
Una scoperta sorprendente tra le rocce antiche
Un team di ricerca della West Virginia University ha studiato se tali fonti non convenzionali possano contribuire a soddisfare la crescente domanda di litio. Il loro lavoro si concentra sulle rocce sedimentarie del bacino degli Appalachi, nella parte orientale degli Stati Uniti. In particolare, hanno analizzato 15 campioni di scisti del Devoniano medio, formatisi circa 380 milioni di anni fa, quando la regione era ricoperta da antichi mari.
Lo scisto è una roccia a grana fine che spesso contiene materiale organico e può anche ospitare minerali come la pirite. La pirite, talvolta chiamata “oro degli stolti” per la sua lucentezza metallica, è un minerale di solfuro di ferro che si trova comunemente in ambienti sedimentari.
Ciò che i ricercatori hanno scoperto è stato inaspettato. Secondo Shailee Bhattacharya, geochimica sedimentaria e dottoranda che lavora con la professoressa Shikha Sharma presso l’IsoBioGeM Lab della West Virginia University, il team ha rilevato quantità significative di litio all’interno della pirite nello scisto, “cosa senza precedenti”.
Litio e pirite: un abbinamento insolito
La scoperta è degna di nota perché finora sono state condotte poche ricerche che collegassero il litio a minerali ricchi di zolfo come la pirite. La maggior parte degli studi geologici si è concentrata sul litio presente in giacimenti di tipo completamente diverso. Tuttavia, l’interesse per la tecnologia delle batterie al litio-zolfo è in crescita nel campo dell’ingegneria e della scienza dei materiali, poiché queste batterie potrebbero un giorno offrire vantaggi rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio.
Bhattacharya ha spiegato: “Sto cercando di capire come il litio e la pirite possano essere correlati tra loro”. Questa domanda evidenzia una lacuna nelle conoscenze scientifiche sul comportamento del litio in determinati ambienti geologici.
Il gas di scisto potrebbe diventare una nuova fonte di litio?
I risultati suggeriscono che gli scisti ricchi di materia organica potrebbero essere in grado di ospitare il litio in modi finora sconosciuti. In tal caso, queste rocce potrebbero rappresentare una nuova tipologia di risorsa di litio. Data l’ampia diffusione delle formazioni di scisti, ciò potrebbe avere importanti implicazioni per l’approvvigionamento futuro.
Allo stesso tempo, la ricerca è ancora nelle sue fasi iniziali. I risultati provengono da un numero limitato di campioni prelevati da una località specifica e non è ancora chiaro se modelli simili esistano altrove. “Si tratta di uno studio molto specifico”, ha avvertito Bhattacharya.
Pur con tale incertezza, il lavoro offre una possibilità intrigante. Se il litio potesse essere estratto dagli scisti bituminosi o dai materiali di scarto industriali, si potrebbe ridurre la necessità di nuove attività minerarie. Ciò contribuirebbe a diminuire l’impatto ambientale, supportando al contempo la continua crescita delle tecnologie per l’energia pulita.
Come ha affermato Bhattacharya, “Possiamo parlare di energia sostenibile senza utilizzare grandi quantità di risorse energetiche”.
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