التحديات والفرص لاستعادة الليثيوم من مياه البحر، المياه المنتجة، المحاليل الجيولوجية، وبحيرات الملح باستخدام التكنولوجيات التقليدية والناشئة

تُعتبر تخزين الطاقة عاملًا حاسمًا في مشهد الطاقة الحديث، حيث تمتد تطبيقاته من دمج الطاقة المتجددة إلى كهربة النقل والشبكات الصغيرة. يعد الليثيوم مكونًا رئيسيًا في بطاريات الليثيوم-أيون التي تشكل جوهر تقنيات تخزين الطاقة. أدت الزيادة في الطلب على الليثيوم إلى تحديات في سلسلة الإمداد وطلب إعادة التفكير في كيفية الحصول عليه. تقدم هذه المراجعة الشاملة تقييمًا نقديًا وشاملاً للفرص والتحديات المتعلقة باستخراج الليثيوم من مصادر متنوعة، مثل مياه البحر، الحرارة الجيولوجية، المياه المنتجة (حقل النفط)، ومحاليل بحيرة الملح. نقوم بتقييم تقنيات استخراج الليثيوم المختلفة (ترسب، استخراج، تقنيات كيميائية كهربائية، وعمليات الغشاء) مع الأخذ بعين الاعتبار هذه المصادر الثلاثة. يتم إجراء تحليل مقارن كمي عبر جميع التقنيات، مع مراعاة عوامل مثل التكلفة، النضج التجاري، مدة التشغيل، وغيرها من المعايير ذات الصلة لتحديد أكثر التقنيات واعدة لكل مصدر مع تحديد الفجوات البحثية والتكنولوجية المتبقية. تكشف تحليلاتنا أن تقنيات استخراج الليثيوم المباشر (DLE)، التي تتميز بانتقائية أعلى وتأثير بيئي أقل، تُظهر وعدًا كبيرًا في تعزيز إنتاجية الليثيوم من المحاليل الجيولوجية. على النقيض من ذلك، تم تحديد عمليات الغشاء كأكثر ملاءمة لمياه البحر ومحاليل بحيرات الملح، حيث تقدم إمكانية التوسع الفعّال من حيث التكلفة على الرغم من التحديات المتعلقة بالانتقائية وتراكم الشوائب على الأغشية. في النهاية، يتم توضيح التكامل الفعّال لهذه التقنيات من أجل استخراج الليثيوم من كل مورد غير تقليدي. يُظهر التحليل أن الامتصاص والترسيب الكيميائي هما التقنيات التجارية لاستعادة الليثيوم من المحاليل الجيولوجية، بحيرات الملح، ومياه حقل النفط.