Nouveau procédé de captation de lithium par des tamis à ions

New process for lithium capture by ion sieves

• Auteur / Autrice : Ghizlene Zenasni
• Direction : Jean-François Hochepied
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance le 04/04/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Gacoin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Hochepied, Valérie Keller, Mireille Richard-Plouet, Guillaume Gros
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Keller, Mireille Richard-Plouet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solutions (chimie)

Énergie géothermique

Batteries lithium-ion

Mots clés libres

Tamis à ions

Nanostructure

Oxydes métalliques

Absorption de lithium

Ion sieve

Nanostructure

Metal oxides

Lithium absorption

Résumé

La croissance rapide de la demande en batteries, notamment pour l'électrification des véhicules, implique une augmentation significative de la production de lithium. Le lithium est principalement extrait de salars, dont l'exploitation est proche du maximum tandis que les procédés pour exploiter les roches lithinifères sont très polluants et énergivores. Il existe pourtant d'autres sources possibles, de surcroit disponibles en France, à savoir les eaux souterraines profondes telles que les eaux géothermales ou les eaux de production pétrolières, dont la teneur en lithium est de l'ordre de 100mg/L.Mettre au point une technologie permettant de capter le lithium de ces sources à un coût compétitif constitue donc un enjeu considérable. C'est ce que la thèse a entrepris, depuis la synthèse des tamis à ions par chimie des solutions jusqu'à leur mise en forme dans un procédé industriel de captation de lithium.

The rapid growth in demand for batteries, particularly for vehicle electrification, implies a significant increase in lithium production. Lithium is mainly extracted from salt lake brine, whose exploitation is close to maximum while the processes for exploiting lithium rocks are highly polluting and energy-intensive. However, there are other possible sources, which are also available in France, namely deep groundwater such as geothermal water or water from oil production, with a lithium content of around 100mg/L.Developing a technology to capture lithium from these sources at a competitive cost is therefore a major challenge.This is what this thesis has undertaken, from the synthesis of ion sieves by solution chemistry to their shaping in an industrial lithium capture process.