Alors que la demande mondiale en lithium ne cesse de croître pour alimenter la transition énergétique, les méthodes d’extraction traditionnelles posent des défis environnementaux complexes. Face à cette réalité, une équipe internationale de chercheurs propose une solution inédite, alliant innovation technologique et préservation des ressources. Leur approche, récemment publiée dans Nature Water, pourrait redéfinir les standards de l’exploitation des métaux critiques.
Les techniques actuelles d’extraction du lithium, notamment l’évaporation des saumures en lagunes ou l’exploitation minière, génèrent une empreinte écologique significative. La consommation excessive d’eau, la contamination des sols et les émissions de CO₂ complexifient sa production à grande échelle. Pour contourner ces obstacles, les scientifiques ont conçu des membranes électrodialytiques capables de séparer sélectivement les ions de lithium des autres métaux présents dans les eaux salines.
Ces membranes, dotées de canaux nanométriques (inférieurs à un milliardième de mètre), exploitent des groupements chimiques spécifiques pour discriminer les ions monovalents (comme le lithium) des ions divalents (tels que le magnésium). Cette sélectivité, couplée à un procédé électrochimique, permet de concentrer le lithium avec une pureté supérieure à 99 %, conforme aux exigences de l’industrie des batteries.
Des applications au-delà du stockage énergétique
Outre la production de carbonate de lithium (Li₂CO₃), cette technologie ouvre des pistes pour récupérer des métaux critiques issus de déchets industriels ou de la recyclage des plastiques et batteries. « Notre méthode pourrait réduire l’impact environnemental de l’extraction minière et optimiser le traitement des eaux usées », explique le Dr Qilei Song, chercheur à l’Imperial College London et coordinateur de l’étude.
Pour parvenir à ces résultats, l’équipe a eu recours à la technique de résonance magnétique nucléaire à gradient de champ pulsé (PFG-NMR). Ce dispositif a permis d’analyser la diffusion des ions et de l’eau au sein des membranes, révélant l’influence des dimensions des canaux et des interactions chimiques sur l’efficacité du processus.
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Vers une économie circulaire des ressources minérales
La professeure Melanie Britton, coautrice de l’étude et spécialiste en électrochimie à l’université de Birmingham, souligne l’urgence d’une transition vers des procédés durables : « La disponibilité des minéraux et l’accès à l’eau propre sont des enjeux systémiques. Notre travail contribue à une vision circulaire où chaque ressource est valorisée au maximum. »
Cette innovation intervient alors que l’Union européenne et les États-Unis multiplient les régulations pour sécuriser leurs approvisionnements en métaux stratégiques. Les chercheurs estiment que leur méthode pourrait être déployée dans les régions riches en saumures, comme les hauts plateaux andins ou les lacs salés de Chine, où les réserves de lithium sont abondantes mais sous-exploitées.
Article : « Solution-processable polymer membranes with hydrophilic subnanometre pores for sustainable lithium extraction » – DOI : s44221-025-00398-8
Source : Université de Birmingham
