Startups apuestan por una alta demanda de litio en el futuro y desarrollan métodos de EDL ▶️ Startups develop DLE methods to capitalize on high future demand for lithium

Las startups del litio apuestan por una alta demanda en el futuro de las baterías

(En la imagen, Albemarle está probando tecnologías de extracción directa de litio (DLE) en Chile. (Imagen cortesía de Albemarle Chile).

A medida que el mundo se incline por la electrificación, necesitará más litio. Se prevé que la demanda, ingrediente clave de las baterías que lo alimentan todo, desde vehículos eléctricos hasta teléfonos móviles, se acelere en la próxima década.

Para satisfacerla, una nueva generación de empresas emergentes trabaja en nuevas formas de producir el valioso metal y promete abrir fuentes de litio sin explotar. También están luchando contra fuertes vientos económicos, impulsando su tecnología en medio de la actual depresión del mercado.

La extracción directa de litio (EDL) es un método innovador para recuperar el material de las salmueras que se encuentran en la superficie de la Tierra o se bombean desde el subsuelo. Existen diversas técnicas, desde el uso de perlas que atraen el litio hasta el empleo de membranas que filtran selectivamente el metal. Aunque las empresas emergentes llevan años trabajando en la DLE, sólo recientemente ha madurado la tecnología para ser potencialmente competitiva con los métodos de extracción de litio existentes.

«Ahora mismo, la tecnología está en la cúspide de la comercialización», afirma Sung Choi, especialista en metales y minería de BloombergNEF.

Aun así, la mayoría de las empresas de nueva creación operan a nivel de laboratorio o piloto, lo que refleja el largo camino que queda por recorrer para desempeñar un papel significativo en la industria.

Tradicionalmente, el litio se ha extraído de la salmuera en estanques de evaporación al aire libre o directamente de las rocas. Países como Argentina y Chile han sido potencias productoras de litio, responsables de la mayor parte del litio importado a EE.UU., porque tienen fuentes más concentradas del metal. (Australia es el mayor productor mundial de litio).

Mientras que la demanda de litio ronda el millón de toneladas anuales en la actualidad, BNEF prevé que alcance los 3 millones en 2030 y más de 6 millones en 2050 según su escenario de transición económica, que asume que no se aplicarán nuevas políticas para acelerar la transición hacia energías limpias. Actualmente hay un exceso de oferta de litio debido, entre otras cosas, a la ralentización de las ventas de vehículos eléctricos, lo que significa que hay suficiente litio producido por métodos tradicionales para satisfacer la demanda a corto y medio plazo. Pero la innovación es necesaria para satisfacer la demanda a largo plazo impulsada por la transición energética, dijo Choi.

Hasta hace poco, la mayoría de las técnicas de DLE se basaban en materiales sólidos capaces de atraer el cloruro de litio, que se refina para su uso en baterías. Estos métodos sólo han podido recuperar cantidades modestas del metal, y algunos materiales también atraían sustancias no deseadas que tienen una estructura química muy similar, como el magnesio.

Un puñado de nuevas empresas afirman haber superado esos retos tecnológicos, con novedosos enfoques de DLE que capturan litio y sólo litio. Aunque siguen siendo caras, las empresas creen que pueden competir en el mercado del litio, ya que utilizan menos agua y menos recursos que los métodos de producción tradicionales y pueden trabajar con salmueras de menor calidad con cantidades menos concentradas de litio. Las empresas emergentes de DLE creen que sus técnicas pueden abrir nuevos mercados y diversificar la cadena de suministro de litio.

Además de poder extraer litio de salmueras con bajas concentraciones, la DLE tiene otra ventaja potencial sobre los métodos de producción tradicionales, como la minería de roca dura y las balsas de evaporación masiva: el impacto ambiental. La tecnología de separación por membranas es «el santo grial de la extracción de litio», porque elimina la necesidad de agua y productos químicos, según Charles McGill, director ejecutivo de ElectraLith, empresa respaldada por Rio Tinto. Esta empresa de Melbourne también está desarrollando un método de DLE basado en membranas.

En comparación, las técnicas mineras tradicionales consumen muchísima agua, hasta medio millón de galones de agua por tonelada de litio producida. Países propensos a la sequía como Chile están empezando a restringir el uso de agua en la minería del litio, animando a los mineros a adoptar la DLE. Algunas empresas mineras ya se han comprometido a reducir el consumo de agua y su dependencia de los métodos tradicionales de extracción con salmuera. Por ejemplo, Albemarle Corp, el mayor productor de litio del mundo, se ha comprometido a reducir la intensidad del uso de agua dulce en un 25% de aquí a 2030, mientras que SQM, la segunda mayor del mundo, está en proceso de elegir las tecnologías DLE que desplegará.

No son sólo los métodos DLE basados en membranas los que intentan atajar el impacto ambiental de la producción de litio. Otra empresa, PureLi, con sede en Princeton, recurre a la evaporación, pero su método evita que el agua de las salmueras se pierda en la atmósfera. La empresa hace pasar el líquido por un hilo con un revestimiento especial que le permite diferenciar el litio de otras partes de la salmuera, al tiempo que recoge el agua. El cloruro de litio se desplaza más rápido y más lejos hacia un extremo de la cuerda, mientras que otras sustancias se quedan o cristalizan. El investigador de Princeton Zhiyong Jason Ren, que dirige el proyecto, lo llama un «enfoque de caramelo de roca».

Aparte de los retos tecnológicos, hacer despegar la DLE ha resultado difícil desde el punto de vista económico.

Hoy en día, el litio es barato y está ampliamente disponible, tras la caída de precios de 2023. En su punto álgido, el hidróxido de litio para baterías alcanzó los 80.000 dólares por tonelada métrica, antes de caer a 14.000 dólares en abril de 2024 en Estados Unidos y Europa.

El desplome de los precios del litio ha inquietado a los inversores, creando un entorno de financiación difícil para las nuevas empresas del sector. Además, el uso de la DLE para producir litio sigue siendo más caro que las técnicas tradicionales de estanque evaporativo, aunque en algunos casos la DLE es comparable a la minería de roca dura.Sin embargo, los defensores del sector afirman que centrarse en el actual exceso de oferta es una miopía, y que los productores deben invertir y ampliar ahora los enfoques novedosos para estar preparados para satisfacer la demanda futura.

«Lo más inteligente es invertir ahora, cuando los recursos son relativamente baratos de adquirir, y crear una capacidad que se pondrá en marcha en tres o cinco años», afirma Raef Sully, director ejecutivo de Lilac Solutions Inc, una empresa de DLE respaldada por Breakthrough Energy Ventures, de Bill Gates, y una de las mayores del sector.

Lilac, que ha completado cuatro proyectos piloto y dos plantas de demostración, ha recaudado más de 300 millones de dólares para comercializar su tecnología DLE, que se basa en perlas cerámicas para absorber litio.

«Los inversores aún no tienen pruebas de que la tecnología DLE de Lilac funcione a escala y, en caso afirmativo, a qué coste», escribió J Capital Research en su informe. «Si la tecnología DLE funciona, entonces el número de ‘ciclos’ para los que se puede utilizar el medio de extracción será un factor de coste clave. Si el medio sólo puede utilizarse para unos cientos de ciclos, los costes pueden ser prohibitivos».

Según Sully, los índices de recuperación de litio se han mantenido altos en las pruebas de laboratorio, los proyectos piloto y las demostraciones a mayor escala, y las perlas cerámicas utilizadas para extraer el litio han durado miles de ciclos.

Espera que la finalización de la planta de Utah infunda confianza en DLE. «La gente es escéptica con razón», afirma. «Creo que las grandes empresas dudan si entrar y utilizar nuestra tecnología sin haberla visto por sí mismas».

(Fuente: Mining.com)

Lithium startups bet on high demand in battery-powered future

(In the picture Albemarle is testing direct lithium extraction (DLE) technologies in Chile. (Image courtesy of Albemarle Chile.)

As the world leans into electrification, it will need more lithium. A key ingredient in the batteries that power everything from electric vehicles to cell phones, demand is projected to accelerate over the next decade.

To meet it, a new crop of startups are working on novel ways of producing the valuable metal and promising to open untapped lithium sources. They’re also battling heavy economic headwinds, pushing their technology forward amid a current market slump.

Direct lithium extraction (DLE) is an innovative approach to recover the material from brine that’s found on the Earth’s surface or pumped from underground. There are a variety of techniques, ranging from using lithium-attracting beads to using membranes that selectively filter the metal. Although startups have pursued DLE for years, only recently has the tech matured to become potentially competitive with existing lithium extraction methods.

“Right now the technology is on the cusp of commercialization,” said Sung Choi, a specialist in metals and mining at BloombergNEF.

Even still, most startups are operating at the lab or pilot level, reflecting the long road ahead to play a meaningful role in the industry.

Lithium has traditionally been extracted from brine in open air evaporation ponds or mined directly from rocks. Countries like Argentina and Chile have been lithium-producing powerhouses, responsible for the majority of the lithium imported to the US, because they have more concentrated sources of the metal. (Australia is the world’s largest lithium producer.)

While lithium demand is about 1 million tons annually today, BNEF projects that it will reach 3 million by 2030 and over 6 million by 2050 under its economic transition scenario, which assumes no new policies will be implemented to accelerate the clean energy transition. Lithium is currently oversupplied due to, among other things, a slowdown in EV sales, which means there’s enough produced via traditional methods to meet demand in the near- to mid-term. But innovation is needed to meet long-term demand driven by the energy transition, Choi said.

Until recently, the majority of DLE techniques have largely relied on solid materials that can attract lithium chloride, which is refined for use in batteries. Those approaches have only been able to recover modest amounts of the metal, and some materials also attracted unwanted substances that have a very similar chemical structure, such as magnesium.

A handful of new startups say they’ve overcome those technological challenges, with novel DLE approaches that capture lithium and only lithium. While still expensive, the companies think they can compete in the lithium market, since they use less water and fewer resources than traditional production methods and can work with lower-quality brines with less concentrated amounts of lithium. DLE startups think their techniques can open up new markets, diversifying the lithium supply chain.

Beyond being able to extract lithium from brines with low concentrations, DLE has another potential advantage over traditional production methods like hard-rock mining and mass evaporation ponds: environmental impact. Membrane separation technology is “the holy grail of lithium extraction,” because it eliminates the need for water and chemicals, said Charles McGill, chief executive officer of the Rio Tinto-backed ElectraLith. The Melbourne-based company is also developing a membrane-based approach to DLE.

By comparison, traditional mining techniques are incredibly water-intensive, using as much as half a million gallons of water per ton of lithium produced. Drought-prone countries like Chile are starting to restrict water usage in lithium mining, encouraging miners to adopt DLE. Some mining companies such are already pledging to reduce water usage as well as decrease their reliance on traditional brine extraction methods. For example the world’s top lithium producer Albemarle Corp., for example, has pledged to cut the intensity of freshwater use 25% by 2030 while SQM, the world’s second largest, is in the process of choosing DLE technologies to deploy.

It’s not just membrane-based DLE methods that are attempting to tackle the environmental impacts of lithium production. Another startup, the Princeton-based PureLi, relies on evaporation, but its approach avoids losing the brines’ water to the atmosphere. The startup runs the liquid over a string with a special coating that allows it to differentiate lithium from other parts of the brine, while also harvesting water. Lithium chloride moves faster and further towards one end of the string while other substances stay or crystallize. Princeton researcher Zhiyong Jason Ren, who is leading the effort, calls it a “rock candy approach.”

Aside from the technological challenges, getting DLE off the ground has proven difficult economically. Today, lithium is cheap and widely available, in the wake of a 2023 price crash. At its peak, battery-grade lithium hydroxide reached $80,000 per metric ton before dropping to $14,000 in April 2024 in the US and Europe.

The collapse in lithium prices has unnerved investors, creating a challenging funding environment for startups in the space. Furthering the challenge, using DLE to produce lithium still costs more than traditional evaporative pond techniques, though in some cases, DLE is comparable to hard rock mining. But industry advocates say focusing on the current oversupply is shortsighted, and producers need to invest in and scale up novel approaches now to be ready to meet future demand.

“The smart money is on investing now when resources are relatively cheap to acquire and building capacity that would be coming online in three to five years,” said Raef Sully, chief executive officer of Lilac Solutions Inc., a DLE company backed by Bill Gates’ Breakthrough Energy Ventures and one of the biggest in the space.

Lilac, which has completed four pilots and two demonstration plants, has raised over $300 million to commercialize its DLE technology that relies on ceramic beads to absorb lithium. It’s currently working to construct a 5,000-ton plant at Utah’s Great Salt Lake, slated to be completed in late 2026. When built, it will be North America’s biggest DLE production facility, Sully said.

“Investors still have no evidence that the Lilac DLE technology works at scale and if so at what cost,” J Capital Research wrote in its report. “If the DLE technology works then the number of ‘cycles’ for which the extraction medium can be used will be a key cost driver. If the medium can only be used for a few hundred cycles then the costs may be prohibitively high.”

Lithium recovery rates have stayed consistently high across the lab tests, pilots and larger-scale demos, and the ceramic beads used to extract lithium have lasted thousands of cycles, Sully said.

He’s hopeful that the completion of the Utah plant will instill confidence in DLE. “People are rightly skeptical,” he said. “I think there’s some hesitation for big companies to just walk in and use our technology without seeing it themselves.”

(Source: Mining.com)