Lithium

We horen de laatste jaren steeds meer over lithium. Wat is lithium precies en waarom hebben we er ineens zo veel van nodig? En wat heeft het te maken met geologie?

Wat is lithium?
Lithium is het derde element in het Periodiek Systeem en heeft het symbool Li. Het is een alkalimetaal en het lichtste metaal dat we kennen. Het is zo licht dat het op water kan drijven en zo zacht dat je het met een mes kunt snijden. In theorie dan, want lithium is erg reactief en reageert zodra het in aanraking komt met water. Het kan dan ontbranden. Je zult lithium dan ook niet in ‘native’ of ‘gedegen’ vorm tegenkomen. Het is in pure vorm onder alledaagse omstandigheden niet stabiel. Bekende mineralen die veel lithium bevatten zijn pegmatiet-mineralen zoals lepidoliet en spodumeen. Lithium komt ook van nature voor in sommige voedingsmiddelen, zoals tomaten, aardappelen, knoflook, citrusvruchten en koriander.

In de natuur vinden we twee stabiele lithium isotopen, Li-6 (3 neutronen) en Li-7 (4 neutronen), waarvan de laatste de meest voorkomende is. Daarnaast bestaan er nog een aantal instabiele radio-isotopen met extreem korte halfwaarde tijden. Lithium is één van de elementen die al bij de oerknal is ontstaan. Een deel van deze oer-lithium is ontstaan direct bij de oerknal en een deel is vrijwel direct daarna voortgekomen uit verval van beryllium-7.

De naam lithium is afgeleid van het Griekse λίθος, lithos, wat steen betekent. Het is in 1817 ontdekt in Zweden door Johan Arfwedson die het aantoonde in petaliet-erts. Hij was helaas niet in staat pure lithium uit de steen te halen. De techniek waarmee dat wel kon, elektrolyse, werd in 1821 toegepast op lithium-oxide en resulteerde na diverse experimenten en verbeteringen in zuivere lithium. Wanneer lithium-zout in een vlam gehouden wordt kleurt de vlam felrood. 

Welke toepassingen heeft lithium?
Tot voorkort was lithium een element waar we niet echt veel mee deden. Het had een kleine functie in het produceren van keramiek en glas. In de Tweede Wereldoorlog werd lithium belangrijker omdat men ontdekte dat lithiumzout vermengt met vetzuur heel bruikbaar was in schoonmaakmiddelen en smeermiddelen. Het werd veel gebruikt in motoren van gevechtsvliegtuigen. 

Na de oorlog werd lithium regelmatig als medicijn ingezet bij depressies en bipolaire stoornissen. Dat het kon helpen bij bijvoorbeeld depressieve klachten en jicht was al langere tijd bekend, maar omdat men niet precies wist wat een veilige dosis was en er te veel bijwerkingen en vergiftigingen waren raakte het in ongebruik. Pas vanaf de tweede helft van de 20^e eeuw werd het uitgebreider en meer gereguleerd toegepast. 

Ook kreeg het een functie in de ontwikkeling van atoomwapens. Lithium kon bij de juiste bewerking tritium produceren. Tritium is een radioactieve isotoop van waterstof. Dit wordt gebruikt als brandstof voor kernfusie. Tussen de jaren ’50 en ’80 van de vorige eeuw werd de USA daarom wereldwijd de grootste producent van lithium. 

Het bekendst is lithium echter van de zogenaamde lithium-ion batterij en dat is ook de reden dat de vraag naar lithium de laatste jaren explosief gestegen is. 

Wat hebben lithium en batterijen met elkaar te maken?
Het is je vast niet ontgaan…. De vraag naar lithium is de afgelopen jaren ontzettend hard gestegen en daarmee ook de zoektocht naar nieuwe bronnen waaruit we lithium kunnen winnen. De belangrijkste reden daarvoor is de ontwikkeling van de lithium-ion batterij. Batterijen kennen we natuurlijk al veel langer, maar iedereen die al wat langer meeloopt in deze wereld weet ook hoe snel batterijen vroeger leeg raakten. Lithium batterijen zijn daarvoor de oplossing.

Even een klein stukje achtergrondinformatie. Het woord batterij kennen we al van voor de uitvinding van de elektrische batterij. Het is een term afkomstig uit de militaire wereld voor een rij artillerie achter of naast elkaar opgesteld. Al is de 18^e eeuw begon men met experimenten die uiteindelijk leidden naar de batterij van vandaag de dag. Na een reeks meer-en minder succesvolle experimenten en uitvindingen ontdekte Alessandro Volta (inderdaad, daarom drukken we spanning uit in Volt) in 1800 dat je wanneer je plaatjes van koper en zink stapelde en deze scheidde met een schijfje vilt gedrenkt in zout of zuur en dit alles te voorzien van twee ‘polen’ je elektriciteit kan produceren. Dit werd een batterij genoemd, maar had nog lang niet de toepassing zoals wij die nu kennen voor batterijen. Verschillende wetenschappers borduurden voort op de ontdekking van Volta en ontwikkelden verschillende typen batterijen, denk aan alkalinebatterijen, nikkel-cadmium batterijen en nikkel-ijzer batterijen. De werking van alle batterijen berust echter op hetzelfde principe. 

Zie een batterij als een doosje energie waarin chemische energie wordt omgezet in elektrische energie. Er zijn twee uiteindes aan een batterij. De negatieve kant of pool is de anode, de positieve pool de kathode. En daartussen zit een elektrolyt, een zoute of zure gel-achtige stof, waardoor ionen (geladen deeltjes) kunnen bewegen.

In de anode (–) vindt een chemische reactie plaats waarbij elektronen (negatief geladen) vrijkomen. Die elektronen hopen zich op en willen ergens heen, maar ze kunnen niet door de elektrolyt. Als je de batterij aansluit op iets, bijvoorbeeld een lampje, dan kunnen de elektronen wel weg naar buiten de batterij en via een draad van de negatieve kant naar de positieve kant, de kathode, stromen. Ze stromen dan via een draad van min naar plus en leveren zo stroom aan het lampje dan aan de draad is aangesloten.
Binnenin de batterij bewegen ondertussen ionen (geladen deeltjes) door de elektrolyt van de anode naar de kathode. Dit houdt de elektrische lading in balans.
Aan de kathode (+) komen de elektronen die via de draad van het lampje zijn gekomen weer binnen, en daar reageren ze met de ionen uit de elektrolyt. Zo loopt de chemische reactie door, en blijft de stroom vloeien. Zodra de stoffen in de anode en kathode zijn ‘opgebruikt’ of in evenwicht zijn, stopt de reactie, de batterij is leeg. 

Bij een oplaadbare batterij (zoals in je telefoon of laptop) kun je de richting van de stroom omkeren door hem aan de lader aan te sluiten. Dan worden de kathode en anode tijdelijk omgewisseld en de chemische reacties worden teruggedraaid, zodat de batterij weer ‘vol’ raakt. De elektronen worden als het ware ‘teruggeduwd’ van de pluspool naar de minpool, waardoor de oorspronkelijke chemische staat van de batterij wordt hersteld. Het aantal keren dat dit kan is ook bij een oplaadbare batterij eindig, er komt een moment dat ook daar de chemische reactie niet meer optimaal werkt. 

Zoals we bij de uitvinding van Volta zagen wordt de chemische reactie veroorzaakt door de aanwezigheid van metalen in de batterij. En van alle metalen die we tot onze beschikking hebben, heeft lithium de beste papieren om een langdurig werkende oplaadbare batterij te maken. Het is licht en kan relatief veel energie opslaan, het heeft een hoge energiedichtheid. En dat is erg handig! Je wilt namelijk niet ieder uur je telefoon moeten opladen. Of erger, iedere 50 kilometer verplicht met je elektrische auto een tussenstop maken om even de stekker in te pluggen. Onze technologische vooruitgang en de zoektocht naar niet-fossiele energie voor onze voertuigen en huizen vraagt een manier om energie zo effectief en compact mogelijk op te slaan. Wat we dus willen is een batterij of accu die licht en klein is en lang energie levert. En dat is wat de zogenaamde ‘lithium-ion’ batterij kan. 

Kritieke grondstoffen
Dat is de reden dat we nu ineens een explosieve groei zien in de vraag naar hoogwaardig lithium en het bekend is komen te staan als het ‘Witte Goud’. En niet alleen de vraag naar lithium is gestegen. Want in batterijen zitten nog een paar meer dingen die niet ieder land zo maar even in voldoende hoeveelheden op voorraad heeft. Denk bijvoorbeeld aan kobalt, dit zorgt voor meer stabiliteit in de batterij en een langere levensduur. Een ander mineraal waar we niet zonder kunnen is grafiet. Door de bijzondere gelaagde structuur van grafiet is het bij uitstek geschikt om aan de anode kant de lithium ionen op te slaan. Bovendien is het een erg goede geleider en zorgt het dat je batterij vaker opgeladen kan worden. Deze twee dingen, grafiet en kobalt, zorgen er ook voor dat je batterij stabiel is en het lithium niet doet wat het het liefst doet als het instabiel dreigt te worden… in brand vliegen. We weten dat dit nog steeds een gevoelig punt is bij deze batterijen en het hier helaas ondanks deze oplossingen toch nog wel eens misgaat. 

Niet ieder land heeft een bodem vol kobalt en lithium. Maar we hebben het wel allemaal nodig. Vandaar dat we deze grondstoffen ‘kritieke’ grondstoffen of materialen noemen. Dit houdt in dat ze essentieel zijn voor onze economie en onze manier van leven, maar ook dat het niet altijd zeker is dat we er over kunnen beschikken. Daar kunnen verschillende redenen voor zijn. Het kan zijn dat ze op moeilijk bereikbare plekken liggen of dat ze in conflictgebieden gewonnen worden. Of dat de geopolitieke situatie maakt dat een land kan besluiten de levering ervan te stoppen. We hoeven geen hoogleraar politiek te zijn om te snappen dat dit in de huidige wereld een probleem kan worden. 

De Europese Critical Raw Materials Act (CRMA) heeft een lijst opgesteld met kritieke en strategische grondstoffen en een plan om deze beschikbaar te maken en te houden voor EU-landen. Denk daarbij aan het onderzoeken van verschillende toeleveringsketens, dus ons niet afhankelijk maken van één land of bedrijf, het stimuleren van recyclen en het recycle proces optimaliseren of het ontwikkelen van alternatieven voor een moeilijk te verkrijgen grondstof. Lithium is dus zo’n kritieke grondstof. We gaan nu nader in op waar lithium vandaan komt en waarom het een kritieke grondstof is. 

Lithium als grondstof
Wanneer we aan willen geven hoeveel van een bepaald element aanwezig is op een bepaalde plek op aarde doen we dat in ‘parts per million’ of ppm. Lithium heeft in onze aardkorst een gemiddeld voorkomen van 20 ppm, dus van iedere miljoen atomen in de aardkorst zijn er 20 een lithium atoom. Dit is een gemiddelde. In sommige gesteentes, zoals graniet en pegmatiet, is het gehalte aanzienlijk hoger, net als in bepaalde sedimentgesteentes. Onder de aardkorst, in de mantel, komt lithium nagenoeg niet voor, hooguit in extreem lage concentraties. Inzoomend op de hogere concentraties zien we twee belangrijke bronnen van lithium. De eerdergenoemde graniet en pegmatiet gesteentes en pekel. Pekel kennen we allemaal wel, het is niks meer of minder dan heel zout water. En wanneer je dat onderzoekt zien we dat op een aantal plekken op de wereld waar de omstandigheden juist zijn deze pekel relatief veel lithium bevat. In het zoute zeewater zit ook een redelijk aandeel lithium. Deze twee bronnen van lithium, gesteente en zout, hebben allebei hun eigen manieren van mijnen.

Laten we eerst kijken naar lithium houdende mineralen en gesteentes. We hebben er al een paar voorbij zien komen. Petaliet, spodumeen en lepidoliet zijn bekende lithium houdende mineralen. Deze komen vooral voor in pegmatiet. Pegmatiet is een gesteentesoort die gekenmerkt wordt door hele grote kristallen waaruit het gesteente is opgebouwd. De minerale opbouw is ruwweg gelijk aan die van graniet: veldspaat, kwarts en mica. Maar omdat pegmatiet in één van de laatste fases na afkoeling van magma vormt betekent dit dat het meeste magma al ‘leeg’ is, alle makkelijk kristalliseerbare elementen zijn al gebonden in graniet met de meest algemene mineralen, dus de veldspaten, kwarts en de mica’s. Wat overblijft is een waterige substantie. Het is geen dikke stroperige magma meer, maar ook geen water. Het zit er een beetje tussenin. In deze brij zitten alle elementen die in de gebruikelijke kristalroosters geen plekje hebben kunnen vinden, waaronder ons element lithium. Vaak zijn het elementen die niet zo makkelijk ‘passen’ in de meest voorkomende kristalstructuren en daarom overblijven. Vandaar dat veel van deze zeldzame elementen relatief geconcentreerd voorkomen in beperkte gebieden met dezelfde typen gesteentes. Uiteindelijk moeten die laatste elementen toch ook kristalliseren en vormen zich uit deze waterige magmarestjes mineralen die de wat zeldzamere elementen bevatten. Maar ook mineralen die erg groot kunnen groeien. Doordat de substantie waarin ze groeien redelijk waterig is kunnen ze zich makkelijker naar elkaar toe ‘bewegen’ en beter groeien. Zo zien we in deze afzettingen vaker grote kristallen. Pegmatietkristallen kunnen soms wel meters groot worden. In deze pegmatiet vinden we dingen als aquamarijn en andere beryl varianten, spodumeen, toermalijn, lepidoliet, topaas en granaat. 

Op dit moment is Australië koploper op het gebied van ‘hard-rock’ lithium winning. Dit wordt daar vooral gewonnen uit het mineraal spodumeen, LiAlSi₂O₆. Er zijn een heel aantal mijnbouwprojecten, maar de grootste mijn is de Greenbushes Mijn in West Australië. Deze produceert momenteel zo’n 40% van alle Australische lithium. Deze mijn ligt op een gigantische pegmatietdijk, pegmatiet is het type gesteente waar spodumeen in voorkomt. Deze lithium uit spodumeen wordt vooral gebruikt voor lithium hydroxide. Andere plekken waar op deze manier lithium gewonnen wordt zijn Canada en een aantal Afrikaanse landen. Om lithium uit spodumeen te halen wordt het eerst vermalen, dan in een oplossing gelegd om de lithium houdende delen te scheiden van waardeloos materiaal. Daarna wordt het verhit, in zoutzuur gedaan en ‘geroosterd’ of vermengd met kalksteen en soda en daarna verhit. Dan wordt het lithium eruit gefilterd. 

De tweede manier om lithium te winnen is uit pekel, brine. Tot voorkort was Chili de wereldleider waar het gaat om lithiumwinning. In de Atacama woestijn bevinden zich een aantal hele grote zoutmeren waaruit pekel gehaald wordt. De Atacama woestijn is een bijzondere plek. Het is de droogste plek op aarde, afgezien van een enkele plek op de Zuidpool. De gemiddelde neerslag in de woestijn is zo’n 15mm per jaar, maar er zijn plekken waar slechts 1-3 mm regen per jaar valt en zelfs plekken waar al jarenlang geen druppel regen is geregistreerd. De woestijn ligt tussen twee bergketens waardoor het aan twee kanten in de ‘regenschaduw’ ligt, dat wil zeggen dat wanneer lucht opstijgt het leegregent aan de andere kant van de bergketen en niet in de woestijn. Het is geen bloedhete woestijn, de temperatuur is relatief mild. Toch zijn er een paar riviersystemen in de Atacama woestijn, deze hebben hun bron voornamelijk in het Andes gebergte waar ze gevoed worden door het beetje neerslag dat daar hoog in de bergen valt en smeltwater van een enkele gletsjer. Deze rivieren zijn essentieel voor het leven in de woestijn en ook voor de aanvoer van water naar de zoutmeren. Het water dat uit de bergen stroomt bevat relatief veel lithium. Dat komt doordat de rotsen waar de rivieren overheen en doorheen stromen rijk zijn aan lithium. Deze lithium lost in zeer kleine hoeveelheden op en wordt met deze riviersystemen naar beneden gevoerd waar het uitkomt in de grote zoutmeren. Meestal zie je dat een rivier uitstroomt in de zee of oceaan, soms met daartussen een meer van waaruit de rivier dan doorstroomt naar de zee. In de Atacama woestijn werkt het net iets anders. De rivieren die hier stromen monden niet uit in zee, maar in de zoutmeren. Deze zoutmeren staan niet in contact met de zee en zijn dus een afgesloten bassin, dit wordt een endoreïsch bekken genoemd. Een bekken of bassin dat aan bijna alle kanten is begrensd door een waterscheiding en niet afwatert in zee. Een grote plas water, veel direct zonlicht en extreem lage luchtvochtigheid zijn de perfecte omstandigheden voor een zeer hoge verdampingsgraad. Het water in de zoutmeren verdampt daardoor snel. Wanneer water verdampt blijven veel mineralen achter. Deze vormen in sommige gevallen korstvormige afzettingen. Dit is niet je gewone huis-tuin en keukenzout. Zout is in dit geval een wat breder begrip en er is van alles in opgelost wat je liever niet in je potje zout ziet. Eén van die dingen is dus lithium. Het extreem zoute water en de zoutafzettingen zijn bijzonder rijk aan dit element. Waar we eerder hebben gezien dat de gemiddelde aanwezigheid van lithium in de aardkorst ligt op 20 ppm is dat in de Chileense zoutmeren vele malen hoger, tussen de 1100 en 1800 ppm. En dat maakt deze zoutmeren zo’n goede plek om lithium uit te winnen. Bijkomend voordeel is dat het proces relatief eenvoudig is en de belangrijkste energiebron hier gratis is…. de zon. De pekel wordt uit de zoutmeren in grote bassins gepompt. Hier laat men het water verdampen. Na een tijd wordt het in steeds weer een nieuw bassin gepompt tot je uiteindelijk een gifgroene smurrie overhoudt die zeer rijk is aan lithium, zo’n 6% van wat er overblijft na het verdampingsproces is pure lithium. Deze lithiumrijke substantie wordt in fabrieken op het terrein verder verwerkt, het lithium wordt gescheiden, gezuiverd en klaargemaakt voor transport naar lithiumverwerkende fabrieken. Dit hele proces neemt van begin tot eind zo’n anderhalf jaar in beslag. Behalve lithium wordt uit de pekel ook sylviniet zout, carnalliet zout en zogenaamde MOP zouten gewonnen. Naast Chili vinden we deze zoutmeren met hoge lithiumconcentraties ook in Bolivia en Argentinië. De meren liggen in een gebied die de ‘Lithium Triangle’ genoemd wordt. Het belangrijkste zoutmeer voor de lithiumwinning is de Salar de Atacama, salar betekent zoutmeer. 

Natuurlijk heeft men ook gekeken naar mogelijkheden om lithium uit zeewater te winnen. Zout zeewater is in feite ook een soort pekel, alleen dan minder zou als in de zoutmeren. Tot op heden hebben we echter nog geen manier gevonden om dit op een rendabele manier te kunnen doen. 

Kwetsbare grondstof
We hadden het over lithium als kritieke grondstof. Nu zou je kunnen denken, Australië is en westers land met goede diplomatieke contacten in Europa. Daar hoeven we niet bang te zijn dat ze de lithiumkraan dichtdraaien. Het is echter niet zo dat een mijn in Australië ook per definitie in handen van Australiërs is. De Greenbushes mijn die we net zagen is voor een aanzienlijk deel in handen van een Chinees bedrijf dat bijna de helft van de wereldhandel in lithium in handen heeft. Bovendien zijn we er niet met alleen het spul uit de grond halen. Het moet daarna verwerkt worden tot een bruikbaar zuiver metaal. En dat gebeurt vooral in China. Het overgrote deel van alle lithium die over de wereld gewonnen wordt, wordt verscheept naar China om daar verwerkt te worden. China zelf mijnt ook lithium, maar dat is relatief weinig, hooguit een 18-20% van de wereldvoorraad. Maar ze domineren de verwerking ervan, het ‘refinen’, raffineren, en hebben op die manier zo’n 60-70% van de wereldvoorraad in handen. 

De lithium verwerkingsfabrieken in Chili worden gerund door verschillende bedrijven, waarvan SQM (Chileens/Chinees), Albemarle (Amerikaans) en Rio Tinto (Australisch/Brits, maar aanzienlijk aandeel USA en Chinese aandeelhouders). De Chileense regering ziet de noodzaak van een stabiele lithiumproductie en wil graag meer controle op het proces. De winning en verwerking van lithium gaat helaas maar moeilijk samen met de zeer kwetsbare ecologie van het gebied. Ondanks dat het zo’n droog en bar gebied is leven er dieren in mensen. Het is een erg fragile ecosysteem waarbij een kwetsbare balans in stand gehouden moet worden. Door pekel uit de zoutmeren te pompen en dit ook ter plekke te verwerken is de vraag naar water in het gebied behoorlijk gestegen. Wanneer op zo’n beetje de droogste plek ter wereld extra water naar industrie moet gaat dit hoe dan ook ten koste van de natuur en de mensen. Er is bijvoorbeeld een onderzoek gedaan naar algen in de zoutmeren en flamingo’s die hiervan afhankelijk zijn voor hun voedsel. Hun aantallen nemen af en dat is volgens onderzoeken te wijten aan de winning van lithium (onderzoek uitgevoerd in opdracht van o.a. SQM spreekt dit tegen, maar je kunt je niet aan het idee onttrekken dat zij een belang hebben bij deze uitkomst). Ook trekken de inheemse bewoners van het gebied al jaren aan de bel vanwege watertekorten en de gevolgen voor onder meer de groei van hun gewassen. Het is al moeilijk voor te stellen dat ze daar een manier hebben gevonden om dit te doen, laat staan dat het beetje water dat er is weggepompt wordt. Het is aan de regering van Chili om hier een weg in te vinden die voor beide kanten werkt, maar de afgelopen jaren waren het de mensen en dieren die er leven die aan het kortste eind trokken.

Hebben we in Europa lithium in onze bodem?
Ja, dat hebben we. Maar dat is bij lange na niet genoeg om aan onze vraag te voldoen. De belangrijkste winbare voorraden vinden we in Portugal, Tsjechië, Duitsland, Oostenrijk, Servië, Frankrijk, Finland en Zweden. Behalve in Duitsland zijn dit stuk voor stuk ‘hard rock’ voorraden, dus in gesteente. We lopen hier tegen een aantal grote obstakels aan. De Europese lithium winning staat nog in de kinderschoenen. Een deel van deze voorraden wordt pas sinds kort gewonnen, een deel nog helemaal niet en bestaat alleen in potentie, op papier. Europa is een erg dichtbevolkt gebied met veel verschillende landen, regels, grenzen en manieren waarop dingen geregeld zijn. Niemand wil een lithium mijn in zijn achtertuin. Liever ook niet op 10 kilometer afstand…. of 50 kilometer. Bij het plannen van een nieuwe mijn heeft de bevolking inspraak en het is logisch dat er ontzettend veel bezwaren zijn van omwonenden, op allerlei gebieden. Door deze inspraak en het moeten uitkopen van grondbezitters kan het jaren duren voordat er überhaupt een vergunning op tafel ligt. Of besluit een bedrijf dat de baten niet opwegen tegen de kosten, zoals in Servië. Rio Tinto heeft zich hier teruggetrokken vanwege te veel bezwaren van de bevolking. Dan is de winning van welke grondstof dan ook hier vele malen duurder dan op andere plekken in de wereld. De veiligheidseisen, de noodzaak van duurzame mijnbouw die een zo laag mogelijke voetafdruk heeft en de hoogte van de lonen van mensen maakt dat het moeilijk rendabel te maken is om hier lithium te gaan winnen. Hoopgevend is wel de ontdekking van een grote lithium voorraad in de Rijnslenk in Duitsland. Hier zou zich de grootste lithium voorraad van Europa bevinden in geothermische pekel. Op dit moment wordt onderzocht of en hoe dit gewonnen zou kunnen gaan worden en is men al begonnen met experimentele winning op kleinere schaal in de Pfalz. 

Hoeveel lithium hebben we eigenlijk nodig?
Heb je enig idee hoeveel lithium in een gewone batterij zit? Of in een elektrische auto? Laten we beginnen met je telefoon. Afhankelijk van merk en kwaliteit batterij zit hier tussen de 0,5 en 3 gram lithium in. Dat valt nog mee zou je zeggen. Een beetje e-bike heeft ongeveer 20-30 gram lithium nodig voor de accu. Maar de echte topper is de elektrische auto. Het verschilt enorm per merk, maar het begint met een minimum van 6 kilo lithium. Rijd je in een Tesla, dan zit je boven op een aardige hoeveelheid lithium. 12 Kilo voor de kleinere accu’s tot 62 kilo voor de zwaarste. Wanneer we alles bij elkaar optellen, alle telefoons, laptops, fietsen, auto’s en andere accu’s dan komen we tot een aardige hoeveelheid lithium die we willen gebruiken. Geschat wordt dat we in 2023 zo’n 180.000 ton lithium per jaar gebruikten en dat op dit moment de vraag ligt rond de 1,5 miljoen ton. Dit is niet het eindstation, de vraag stijgt jaarlijks aanzienlijk. 

Hebben we genoeg lithium om aan deze vraag te voldoen? Nee, als we alle lithium dat we nodig hebben uit natuurlijke grondstoffen moeten halen is er niet genoeg. Dus moeten we andere oplossingen bedenken. Eén van de belangrijkste oplossingen ligt voor de hand. We hebben al een hele grote hoeveelheid lithium uit de grond gehaald en in onze apparaten gestopt. Dit kunnen we er ook weer uithalen, het grootste deel ervan althans. Met andere woorden… recyclen. Reken daarbij mee alle Rare Earth metalen die in elektrische apparaten zitten en andere grondstoffen, alle reden om zuinig om te gaan met deze middelen. Toch gebeurt dit nog veel te weinig. Hoeveel kapotte tablets, laptops, telefoons, etc heb jij in huis liggen? In al die dingen zitten waardevolle grondstoffen. Het probleem bij recyclen is dat een deel van de voorwerpen waar de waardevolle stoffen inzitten uit beeld raken. Een elektrische auto raak je niet zo snel kwijt. Wanneer die aan het einde van zijn levensduur is komt hij wel in het recycleproces terecht. Die laat je echt niet slingeren in je achtertuin. Maar die kleine apparaten zoals telefoons, die komen lang niet altijd daar terecht waar ze moeten. En willen we deze manier van leven en de energietransitie volhouden, dan moeten we hier meer op inzetten en onze kostbare en kritieke grondstoffen beter recyclen waar dat kan.

Kan het anders?
Ja, het kan anders. Regeringen, de industrie en de wetenschap zien ook wel in dat er niet genoeg lithium is en dat de aanleverroutes erg kwetsbaar zijn. Dus wordt er volop ontwikkelt en gekeken naar alternatieven. Een hoopgevend alternatief is de natrium-ion (sodium-ion) batterij. Deze werkt, zoals de naam al doet vermoeden, op natrium in plaats van lithium. Voordelen zijn dat natrium in veel grotere hoeveelheden en op veel meer plekken te vinden is en het relatief goedkoop te winnen is. Batterijen die hiermee gemaakt worden zijn beter bestand tegen lage temperaturen dan lithium batterijen en ze zijn veiliger, minder brandgevaarlijk. Het grote nadeel is dat ze minder capaciteit hebben, een lagere energiedichtheid. Je hebt dus meer batterij nodig voor dezelfde prestatie. Dat maakt in sommige gevallen niet uit. Zo zijn er proeven met bussen die op deze batterijen rijden en daarvoor een groter batterij compartiment hebben, dat maakt op zo’n grite bus niet zo veel uit. Of thuis-accu’s waarbij het formaat en gewicht minder uitmaakt. Voor elektrische auto’s en telefoons zijn ze op dit moment minder geschikt. Maar de technologie op dit gebied gaat erg snel, dus wie weet wat er over een aantal jaren mogelijk is. Ook Nederland speelt hier een rol. Zoals je wellicht weet hebben we onder ons land een behoorlijke zoutvoorraad. De belangrijkste producent is Nobian in Hengelo. Hengelo is van oudsher een zoutwin gebied, net als de omliggende plaatsen Enschede, Boekelo en Haaksbergen. Samen met de Universiteit Twente investeert Nobian op dit moment in onderzoek naar de productie van natrium batterijen. En mocht je het je afvragen… zit er in het zout onder onze bodem dan geen lithium? Helaas niet echt. Het aandeel lithium in de zoutlagen onder Nederland is te laag om het rendabel te winnen, zelfs al pompen we het al naar boven in Twente en Groningen.      

Geraadpleegde bronnen:
Salar de Atacama Lithium and Potassium Productive Process
Torres et all. 2024

Nieuwe Nederlandse batterij gebruikt geen lithium, maar zout. Solar Storage Magazine 2025

Lithium: The most critical mineral
Sharma, 2024

Geothermal mining: The potential for environmentally friendly extraction of valuable components from geothermal brines in the Netherlands.
Maria Erica Biagini, 2022

Understanding the Basics of Lithium Extraction
Samco Technologies

Occupational, environmental, and toxicological health risks of mining metals for lithium-ion batteries
Brown et all, 2024

Mindat.org

Wikipedia.org

USGS.gov Lithium Mining in Salar de Atacama, Chile

Geo science Australia: Lithium

Lithium: Chile’s ‘white gold’ threatens life in the Atacama Desert

Lithium extraction from geothermal brines in the Upper Rhine Graben: A case study of potential and current state of the art.
Kölbel et all. 2023