Tekrar Şarj Edilebilen Bataryaların Kritik Bileşeni Lityum Yerli Olarak Üretildi

Lityum periyodik tablodaki atom ağrılığı ve yoğunluğu en düşük metal. Günümüzde taşınabilir cihazlarda ve elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan tekrar şarj edilebilen bataryaların temel bileşeni olan lityum, yer kabuğunda kütlece %0,002-0,006 oranında bulunuyor.

Lityum tepkimeye girmeye hayli istekli bir element. Bu nedenle yeryüzünde saf hâlde değil kimyasal bileşiklerin içinde bulunuyor. Lityumun doğadaki en önemli kaynağı kayaçlardaki lityumun çözülerek yer altı sularında toplanması sonucu oluşan karasal tuzlu sular. Yeryüzündeki lityumun yaklaşık %60’ı karasal tuzlu sularda bulunuyor.

Yeryüzünde yaklaşık 150 farklı lityum minerali var. Bunlar arasında spodümen, lepidolit, ambligonit, petalit en önemlileri.

Petalit minerali lityum, alüminyum, silisyum ve oksijenden oluşur.

Günümüzde lityumdan metal, mineral ve bileşik olmak üzere üç farklı şekilde yararlanılıyor. Lityum metali atom ağırlığının ve yoğunluğunun düşük olmasından dolayı, taşınabilir cihazların ve elektrikli araçların tekrar şarj edilebilir bataryalarında, yüksek hızlı trenlerde ve uzay araçlarında kullanılıyor. Ayrıca sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklılığı artırması için camın ve seramiğin içine lityum oksit eklenebiliyor. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda açığa çıkan karbondioksit, istasyonun içindeki havadan lityum hidroksit bileşiği tarafından soğurularak ayrılıyor. Cam seramiği olarak da bilinen lityum disilikat bileşiği ise yapay diş üretiminde kullanılıyor.

Lityum Nasıl Elde Ediliyor?

Karasal tuzlu sulardan lityum elde edilirken öncelikle tuzlu su havuzlarda biriktirilir ve suyun açık havada güneş enerjisi ile kendi kendine buharlaşması beklenir. Daha sonra kalan çökelti içindeki lityum karbonat ayrılır. Ancak tuzlu suyun içinde yüksek oranda magnezyum bulunması ayrıştırma sürecinin verimini düşürür ve maliyeti artırır. Bu nedenle karasal tuzlu sulardan lityum elde edilebilmesi için magnezyum/lityum oranının en çok 6/1 olması gerekir.

Türkiye’deki Lityum Potansiyeli

Türkiye’nin farklı bölgelerinde lityum kaynakları var. Ancak bunlar ekonomik değeri olan kaynaklar değil. Örneğin Tuz Gölü’nde bir litre tuzlu suda 325 miligram lityum bulunuyor. Ancak yüksek oranda magnezyum içermesi nedeniyle Tuz Gölü’nden lityum elde edilmesi hayli güç.

Tuz Gölü, Türkiye’deki en önemli lityum kaynaklarından biri. Ancak magnezyum oranının yüksek olması nedeniyle Tuz Gölü lityum elde edilmesi için uygun değil.

Atık Sulardan Lityum Elde Edilmesi İçin Yenilikçi Yöntem

Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü (Eti Maden) ise bor madeninin işlendiği fabrikalarda ortaya çıkan sıvı atıklardan geri dönüşüm yöntemiyle lityum elde edilmesi için bir yöntem geliştirdi.

Eti Maden Lityum Karbonat Üretim Tesisi

Eti Maden tarafından geliştirilen lityum karbonat üretim yöntemiyle sıvı atığın yaklaşık %90’ı ekonomik değeri olan ürünlere dönüştürülüyor. Bu sayede atık miktarında ciddi bir azalma da sağlanıyor.

Sıvı atıktan lityum karbonat üretim sürecinde lityum karbonat (Li₂CO₃) bileşiğinin yanı sıra boraks dekahidrat (Na₂B₄O₇.10H₂O) ve temiz su da elde ediliyor.

İlk etapta yıllık 10 ton lityum karbonatın üretildiği tesiste, kapasitenin artırılmasıyla birlikte, ilerleyen zamanlarda sıvı atıkların geri dönüşümü yöntemi ile yılda yaklaşık 600 ton lityum karbonat elde edilmesi planlanıyor.

Üretilen lityum karbonat bileşiğinin ilerleyen zamanlarda başta taşınabilir elektronik cihazlar ve yerli elektrikli araç olmak üzere tekrar şarj edilebilen bataryalarda kullanılması planlanıyor.

Lityum iyon piller, çoğunlukla elektrikli araçlarda kullanılan ve şarj edilebilen pillerdir.

Kaynaklar:

• https://www.mta.gov.tr/v3.0/sayfalar/bilgi-merkezi/maden-serisi/Lityum.pdf
• https://www.maden.org.tr/resimler/ekler/cfbdf468f0a0318_ek.pdf
• Talens Peiró, L., Villalba Méndez, G., Ayres, R. U., “Lithium: Sources, Production, Uses, and Recovery Outlook”, The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, Cilt 65, Sayı 8, s. 986–996, 2013.
• https://edu.rsc.org/elements/lithium/2020015.article