Cùng với việc được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính, iPad, laptop và một loạt các thiết bị khác, những công cụ không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, lithium còn quan trọng đối với xe điện và bộ lưu trữ pin, hai công nghệ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi hành tinh sang một tương lai phát CO thấp, thậm chí là zero khí thải.

Ngày nay, lithium thường được khai thác bằng hai phương pháp: khai thác lộ thiên hoặc chiết xuất nước muối từ các túi khoáng bên dưới lòng đất. Tại hạt Cornwall, Anh, nhiều nỗ lực đang được tiến hành để khai thác tài nguyên thiên nhiên có trong khu vực để thiết lập một ngành công nghiệp, mà một ngày nào đó, có thể sản xuất cả năng lượng tái tạo cũng như thiết lập nguồn lithium địa phương.

Trong lĩnh vực non trẻ này đã có vài điển hình đầy tiềm năng phát triển vào những năm tới. Geothermal Engineering Ltd (GEL) là một công ty có trụ sở gần thị trấn Redruth của Cornish chuyên phát triển và vận hành các dự án địa nhiệt. Cùng với các hoạt động năng lượng tái tạo đã được lên kế hoạch, GEL cũng đang hợp tác với Công ty Cornish Lithium để thực hiện dự án GeoCubed, thử nghiệm xoay quanh việc khai thác lithium từ các vùng nước địa nhiệt.

Mục đích của mối liên doanh này là để chứng minh lithium hydroxide, một thành phần chính của pin lithium-ion được sử dụng trong xe điện, có thể được sản xuất từ nước địa nhiệt tự nhiên với lượng phát khí thải carbon bằng không. Dự án khai thác lithium trực tiếp bao gồm sử dụng vật liệu xốp hấp thụ để liên kết lithium, trao đổi ion và chiết xuất dung môi.

Hiện nay phần lớn lithium sẽ được sử dụng vào năm 2030 vẫn chưa được chiết xuất do những yếu tố cần thiết đòi hỏi để khai thác tài nguyên này khá cao, như phải được khai thác bền vững cũng như phải có tác động thấp nhất đến môi trường và cộng đồng. Nhà máy thử nghiệm trị giá 5,46 triệu đô la của GeoCubed sẽ tập trung vào một loạt các công nghệ khai thác lithium trực tiếp ngay tại Cornwall qua nước nóng dưới sâu, bởi bên dưới bề mặt của khu vực này có rất nhiều đá granit chứa hàm lượng lithium cao.

Một dự án khác, Hell’s Kitchen của General Motors lại khai thác lithium ở các mỏ lộ thiên hoặc từ nước mặn chứa lithium bên dưới các bãi muối qua kỹ thuật bơm lên hồ chứa và để bốc hơi dưới ánh năng mặt trời. Phương pháp này chưa được nhiều đối tác hưởng ứng vì có thể dẫn đến phá hủy đất do chiếm lượng không gian đáng kể, ô nhiễm tiềm ẩn và tiêu thụ nhiều nước, đặc biệt khi ứng dụng ở những khu vực đã bị hạn hán và sa mạc hóa.

Dẫu đang rất có nhiều phấn khích về tiềm năng, đây vẫn là một nhiệm vụ đầy thách thức nếu tính đến việc mở rộng quy mô các phương pháp để tiến tới mức khả năng sản xuất đầy đủ. Bởi phát triển một vật liệu rắn chỉ liên kết với lithium là một bài toán khá nan giải đối với nước muối địa nhiệt có chứa nhiều khoáng chất và kim loại.

Một vấn đề nữa là an ninh của chuỗi cung ứng toàn cầu, đặc biệt là khi phần lớn sản lượng lithium hiện đang bị chi phối bởi các quốc gia bao gồm Chile, Trung Quốc, Australia và Argentina. Trong bối cảnh đó, việc thương mại hóa các biện pháp tìm kiếm nguồn cung cấp lithium mang tính ít chuyên sâu, cục bộ và dễ tiếp cận đang trở thành cực kỳ quan trọng trong tương lai.

Áp lực về nhu cầu lithium càng tăng khi các nền kinh tế lớn và giới sản xuất ô tô cũng đang đặt ra kế hoạch đẩy cao số lượng xe điện trên đường phố, đồng thời, việc thúc đẩy mở rộng công suất năng lượng tái tạo vẫn chưa có dấu hiệu giảm bớt. Thế nên nguồn cung ứng bền vững của lithium và các vật liệu khác trong vài thập kỷ tới phải đến từ các mô hình kinh doanh xoay vòng trung và dài hạn, nhất là quy trính tái chế và các kỹ thuật chiết xuất mới.

Tái chế thực sự có vẻ sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai, đặc biệt là trong lĩnh vực xe điện. Cụ thể là ở trường hợp Tesla của Elon Musk, tất cả các pin lithium-ion phế thải của hãng này đều được tái chế. Ngay cả công ty pin Thụy Điển Northvolt cũng quyết định sản xuất tế bào pin đầu tiên của mình với những nguyên vật liệu niken, mangan và coban được tái chế 100%.