Lithiumextraktion Kosteneffizienz verbessern

Hallo, ich gebe dir Aufgabe, kannst du mir dann sagen ob das eine gute Lösung finden. Hier ist die Aufgabe: Neue Ansätze für die kostengünstige Lithiumextraktion aus Sole mit hohem Salzgehalt
Bühnen
Unterwerfung
25 Lösungen
Schließt am 30 Sep 2024
In Evaluierung
0 Lösungen
Schließt am 31 Okt. 2024
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Schließt am 30 Nov 2024
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Ihre unterzeichneten Solver-Vereinbarungen:

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Herausforderung Manager
Laura R. Cortés
Wichtige Kennzahlen
Preis

30.000 $

Aufrufe insgesamt

647

Eingetragenes Interesse

61

Gesamtlösungen

25

ÜBERBLICK

Der Sucher für diese Wazoku Crowd Challenge ist auf der Suche nach einem effizienten und kostengünstigen Verfahren zur Reinigung von Lithium aus Solen mit hohem Salzgehalt.

Aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften ist Lithium (Li) zu einem wesentlichen Bestandteil bei der Herstellung vieler High-Tech-Produkte geworden, darunter Elektrofahrzeuge und Unterhaltungselektronik. Dies übt einen großen Druck auf die Li-Lieferkette aus, der in Zukunft nur noch zunehmen wird.

Die Technologie der direkten Lithiumextraktion (DLE) ist eine Schlüsseltechnologie, um die selektive Extraktion von Lithium aus Sole zu ermöglichen. Es wurden viele verschiedene Technologien entwickelt, darunter Adsorption, Membran und elektrochemische Prozesse, aber nur adsorptionsbasiertes DLE wurde kommerzialisiert. Die Post-DLE-Prozesse umfassen jedoch mehrere Prozessschritte zur Reinigung und Veredelung zur Herstellung von Lithium-Endprodukten (Lithiumcarbonat oder Lithiumhydroxid) für Batterieanwendungen.

Das Ziel dieser Challenge ist es, neue Ansätze für die Li-Extraktion aus Solen mit hohem Salzgehalt zu finden, die kostengünstiger sind und gleichzeitig den Reinheitsgrad für Lithiumcarbonat oder Lithiumhydroxid in Batteriequalität einhalten

Durch die Teilnahme an dieser Prize Challenge gewähren Sie dem Suchenden das Recht, Ihre übermittelten Informationen zu verwenden; der Suchende muss jedoch innerhalb von 45 Tagen nach Beginn der Bewertung die Preisträger ermitteln, andernfalls verliert er dieses Recht.

Für diese Prize Challenge muss ein schriftlicher Vorschlag eingereicht werden. Es gibt einen garantierten Prämienpool von 30.000 USD, wobei mindestens eine Auszeichnung von 15.000 USD oder mehr beträgt und keine Auszeichnung kleiner als 5.000 USD ist. Die Verteilung (oder Vergabe) der Preise hängt von der theoretischen Bewertung der Vorschläge ab.

In dieser Preisherausforderung können Löser:

Reichen Sie eigene Ideen ein.
Übermitteln Sie Informationen an Dritte, zu deren Nutzung sie berechtigt sind, und ferner die Befugnis, dem Suchenden dieses Recht zu übertragen, mit dem Recht, abgeleitete Werke zu verwenden und zu entwickeln.
Übermitteln Sie Informationen, die als öffentlich zugänglich gelten, ohne Einschränkungen bei der Verwendung.
Einreichungen für diese Challenge müssen bis zum 30. September 2024 um 23:59 Uhr (US-Ostküstenzeit) eingegangen sein.

- Melden Sie sich an und registrieren Sie Ihr Interesse, um mit der Lösung zu beginnen!

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DIE HERAUSFORDERUNG

Hintergrund

Aufgrund seines geringen Gewichts und seiner hohen Energiedichte ist Lithium (Li) zu einem Material der Wahl für wiederaufladbare Batterien geworden, die mehrere Geräte mit Strom versorgen: von Smartphones über Laptops bis hin zu Kameras. Darüber hinaus spielt Li eine wichtige Rolle in Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen und bietet eine saubere Alternative zu fossilen Brennstoffen.

Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Li in den kommenden Jahren stark ansteigen wird, angetrieben durch den Übergang zu Elektrofahrzeugen und die zunehmende Abhängigkeit von tragbarer Elektronik. Darüber hinaus treibt der zunehmende Fokus auf erneuerbare Energiequellen den Bedarf an effizienten Energiespeicherlösungen voran und erhöht den Druck auf die Li-Versorgung.

All dies deutet auf die dringende Notwendigkeit hin, effizientere und kostengünstigere Technologien für die Li-Extraktion aus natürlichen Quellen zu entwickeln.

Derzeit ist eine der wichtigsten natürlichen Quellen für Li Solen, d. h. Lösungen, deren Gesamtkonzentration an gelösten Feststoffen viel höher ist als die von Meerwasser. Zum Beispiel enthält eine Sole, die der Suchende dieser Challenge für die Li-Extraktion verwendet, typischerweise 100-500 ppm Li-Ionen zusammen mit 100.000+ ppm Verunreinigungen wie Ca-, Na-, Mg- und K-Ionen. Im Allgemeinen liegt der Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen in den Solen bei etwa 20-30 Gew.-%.

Ähm Li aus dieser Sole zu extrahieren, umfasst das derzeitige kommerzielle adsorptionsbasierte DLE-Verfahren die folgenden Schritte:

Sole-Vorbehandlung nach Bedarf
Die vorbehandelte Sole wird durch die Adsorption DLE geleitet
DLE-Eluat durchläuft eine Mischung aus Membran, Ionenaustausch und Verdampfung, um Verunreinigungen und Wasser zu entfernen
Das konzentrierte/gereinigte Produkt durchläuft die Umwandlung/Kristallisation, um schließlich Lithiumcarbonat in Batteriequalität herzustellen.
Adsorptions-DLE ermöglicht die selektive Extraktion von Li, aber das Produkt enthält immer noch Verunreinigungen und eine hohe Wasserkonzentration, was mehrere Nachbearbeitungsschritte zur Reinigung/Konzentration und schließlich zur Gewinnung von Li-Produkten in Batteriequalität erfordert. Dies trägt zu den Hauptkosten des gesamten Herstellungsprozesses bei. Eine neuartige DLE sollte eine erhebliche Reduzierung der nachgelagerten Verarbeitung ermöglichen.

Der Sucher ist auf der Suche nach Lösungen, die Produktionskosten (einschließlich CAPEX/OPEX) für DLE und alle nachgelagerten Prozessschritte von 10.000 $ oder weniger pro Tonne LCE (Lithiumcarbonatäquivalent) bieten können.


Sterben Herausforderung

Ziel dieser Challenge ist es daher, neue, effiziente und kostengünstige Ansätze für die Li-Extraktion aus Solen mit hohem Salzgehalt zu finden.

Wir gehen davon aus, dass ein neues Verfahren entwickelt werden kann, das die Produktionskosten (CAPEX + OPEX) von einer Tonne LCE auf 10.000 $ oder weniger senkt und gleichzeitig die Reinheit des Endprodukts über 99,5 % hält.

Wir gehen davon aus, dass die große Kosteneinsparung durch ein neuartiges DLE-Verfahren erreicht werden könnte, das die Reduzierung, Minimierung oder den Wegfall weiterer Reinigungs- und Konzentrationsschritte im nachgelagerten Bereich ermöglicht. Wir wären jedoch bereit, jede andere Verbesserung des Prozesses in Betracht zu ziehen, die ihn optimieren kann, z. B. durch Reduzierung der Gesamtzahl der Schritte.

Hinweis: Wir kennen eine Variante des DLE-Verfahrens, bei der Membranen anstelle von Adsorptionsmitteln verwendet werden, um Li von einigen Verunreinigungen wie zweiwertigen Ionen, z. B. Mg, zu trennen. Unserer Erfahrung nach stellt diese Option jedoch eine Herausforderung dar, da sie mit hohem Salzgehalt gefüttert wird und nicht selektiv genug ist, um monovalente Ionen zu entfernen. Elektrochemische Membrantechnologien werden von anderen entwickelt, aber die Skalierbarkeit ist eine Herausforderung.



ANFORDERUNGEN AN DIE LÖSUNG

Wir sind offen für jeden innovativen Ansatz, solange der vorgeschlagene Prozess die folgenden Lösungsanforderungen erfüllt:

Das vorgeschlagene Verfahren wird es letztendlich ermöglichen, Lithiumprodukte (Lithiumcarbonat oder Lithiumhydroxid) zu wettbewerbsfähigen Kosten oder unter den aktuellen Produktionskosten für Solelithium herzustellen. Eine Lösung mit einer vorläufigen technoökonomischen Analyse wird bevorzugt, ist aber nicht erforderlich.
Das vorgeschlagene Verfahren wird in der Lage sein, die Reinheit des Li-Endprodukts bei über 99,5 % mit einer Rückgewinnung von über 90 % zu halten
Das vorgeschlagene Verfahren wird potenziell auf 10.000 Tonnen LCE pro Jahr skalierbar sein.
Das vorgeschlagene Verfahren wird aus einer minimalen Anzahl von Prozessschritten bestehen oder es ermöglichen, viele der Reinigungsprozessschritte zu überspringen. Je weniger Schritte, desto billiger wäre es wahrscheinlich, Lithium-Endprodukte herzustellen.
Das vorgeschlagene Verfahren wird absolut sicher zu betreiben und umweltfreundlich sein.
Gleichzeitig werden wir keine Lösungen akzeptieren, die:

Komplizierte und kostspielige nachgelagerte Verarbeitungsschritte einbeziehen
Sie basieren auf unerprobten Technologien in einem sehr frühen Stadium, deren Validierung und Implementierung Jahre dauern wird.
Benötigen Sie maßgeschneiderte, hochentwickelte Geräte, die vor Ort nicht ohne weiteres verfügbar sind.
Sie benötigen einen erheblichen Frischwasserverbrauch oder haben das Potenzial für einen höheren ökologischen Fußabdruck. Und hier ist eine Lösung: Ein neues Verfahren macht die Gewinnung von Lithium günstiger und nachhaltiger