A Comparison of the Impacts of Lithium Extraction and Lithium Recycling Processes

Lithium is used in the cathode and electrolyte of rechargeable batteries in many portable electronics and electric vehicles, and is thus seen as a critical component of modern technology (Gruber et al., 2011). Electric vehicles are promoted as a way to reduce carbon emissions associated with the transportation sector, which accounts for 14.3% of anthropogenic greenhouse gas emissions (OECD International Transport Forum, 2010). However, the sustainability of lithium procurement will influence the overall environmental impact of this proposed “green” solution. It is estimated that 66% of the world’s lithium resource is contained in natural brines, 24% in pegmatites, and 8% in sedimentary rocks such as hectorite clays (Gruber et al., 2011). It has been shown that “[r]ecycling of lithium from Li-ion batteries may be a critical factor in balancing the supply of lithium with future demand” (Gruber et al., 2011). In an attempt to quantify energy and materials consumption associated with production of a unit of useful lithium compounds, industry reports and peer-reviewed scientific literature concerning lithium mining and lithium recycling were reviewed and compared. Other aspects of sustainability, such as waste or by-products produced in the production of a unit of useful lithium, were also explored. Thus, this paper will serve to further the evaluation of the comparative environmental consequences associated with lithium production via extraction versus recycling. Efficiencies must be made in both processes to maximize productivity while minimizing ecological harm.

Development of DYNAMIX Policy Mixes - Deliverable 4.2, revised version, of the DYNAMIX project

This report documents the development of the initial dynamic policy mixes that were developed for assessment in the DYNAMIX project. The policy mixes were designed within three different policy areas: overarching policy, land-use and food, and metals and other materials. The policy areas were selected to address absolute decoupling in general and, specifically, the DYNAMIX targets related to the use of virgin metals, the use of arable land and freshwater, the input of the nutrients nitrogen and phosphorus, and emissions of greenhouse gases. Each policy mix was developed within a separate author team, using a common methodological framework that utilize previous findings in the project. Specific drivers and barriers for resource use and resource efficiency are discussed in each policy area. Specific policy objectives and targets are also discussed before the actual policy mix is presented. Each policy mix includes a set of key instruments, which can be embedded in a wider set of supporting and complementary policy instruments. All key instruments are described in the report through responses to a set of predefined questions. The overarching mix includes a broad variety of key instruments. The land-use policy mix emphasizes five instruments to improve food production through, for example, revisions of already existing policy documents. It also includes three instruments to influence the food consumption and food waste. The policy mix on metals and other materials primarily aims at reducing the use of virgin metals through increased recycling, increased material efficiency and environmentally justified material substitution. To avoid simply shifting of burdens, it includes several instruments of an overarching character.

Upper-Pleistocene terrace deposits in Mediterranean climate: geomorphological and source-rock control on mineral and geochemical signatures (Betic Cordillera, SE Spain)

Mineral and chemical composition of alluvial Upper-Pleistocene deposits from the Alto Guadalquivir Basin (SE Spain) were studied as a tool to identify sedimentary and geomorphological processes controlling its formation. Sediments located upstream, in the north-eastern sector of the basin, are rich in dolomite, illite, MgO and KB2BO. Downstream, sediments at the sequence base are enriched in calcite, smectite and CaO, whereas the upper sediments have similar features to those from upstream. Elevated rare-earth elements (REE) values can be related to low carbonate content in the sediments and the increase of silicate material produced and concentrated during soil formation processes in the neighbouring source areas. Two mineralogical and geochemical signatures related to different sediment source areas were identified. Basal levels were deposited during a predominantly erosive initial stage, and are mainly composed of calcite and smectite materials enriched in REE coming from Neogene marls and limestones. Then the deposition of the upper levels of the alluvial sequences, made of dolomite and illitic materials depleted in REE coming from the surrounding Sierra de Cazorla area took place during a less erosive later stage of the fluvial system. Such modification was responsible of the change in the mineralogical and geochemical composition of the alluvial sediments.

Asphalt cement concrete pavement recycling, Cass and Montgomery Counties : final report for Iowa DOT project HR-1018, Federal Highway Administration demonstration project no. 39, contract no. DOT-FH-15-336, 1986

This demonstration project consisted of three adjacent highway resurfacing projects using asphalt cement concrete removed from an Interstate highway which had become severely rutted.

Coordination of phosphido-boratabenzene ligands to transition metals

Environ 90% des composés produits industriellement sont fabriqués à l’aide de catalyseurs. C’est pourquoi la conception de catalyseurs toujours plus performants pour améliorer les procédés industriels actuels est toujours d’intérêt. De la grande variété de complexes avec des métaux de transition rapportés jusqu’à présent, les complexes zwitterioniques attirent notre attention par leurs activités catalytiques souvent supérieures aux complexes cationiques normaux. Un complexe métallique zwitterionique est un fragment métal-ligand neutre où la charge positive est située sur le centre métallique et où la charge négative est délocalisée sur un des ligands liés au métal. Nous proposons la synthèse de ligands anioniques phosphine comportant des groupements borates et boratabenzènes. Cette dernière espèce est un cycle à 6 membres où l’un des atomes de carbone est remplacé par un atome de bore et qui est négativement chargé. La capacité de ces phosphines anioniques à se lier à un centre métallique à l’aide de la paire libre du phosphore est due à la nature du lien P-B qui défavorise l’interaction entre la paire libre du phosphore et l’orbitale p vide du bore. Les propriétés de di-tert-butylphosphido-boratabenzène (DTBB) comme ligand phosphine anionique hautement donneur et encombré ainsi que la découverte de ses modes de coordination inhabituels pour stabiliser les métaux de transition insaturés ont été étudiés au cours de ce travail. De nouvelles perspectives sur les modes de coordination de phosphido-boratabenzène et la force de l’interaction du lien P-B seront discutées ainsi que les applications catalytiques. Nous avons d’abord étudié la coordination η1 avec des complexes de fer, ce qui nous a fourni des données quantitatives précieuses sur la capacité du DTBB d’agir comme ligand très donneur par rapport aux autres ligands donneurs bien connus. La capacité du DTBB à changer de mode de coordination pour soutenir les besoins électroniques du métal a été démontrée par la découverte d’une nouvelle espèce ferrocenyl phosphido-boratabenzène et sa nucléophilie a été étudiée. Au meilleur de notre connaissance, aucun exemple d’un ligand boratabenzène coordonné aux métaux du groupe 11 n’existe dans la littérature. Voilà pourquoi nous avons décidé d’explorer les modes de coordination du ligand DTBB avec Cu(I), Ag(I) et Au(I). A notre grande surprise, le ligand DTBB est capable de stabiliser les métaux du groupe 11 aux états d’oxydation faibles par une liaison MP qui est une coordination du type η1, un mode de coordination guère observé pour les ligands boratabenzène. Pendant nos travaux, notre attention s’est tournée vers la synthèse d’un complexe de rhodium(I) afin de tester son utilité en catalyse. A notre grande satisfaction, le complexe Rh-DTBB agit comme un précatalyseur pour l’hydrogénation des alcènes et alcynes à la température ambiante et à pression atmosphérique et son activité est comparable à celle du catalyseur de Wilkinson. Dans un désir d’élargir les applications de notre recherche, notre attention se tourna vers l’utilisation des composés du bore autres que le boratabenzène. Nous avons décidé de synthétiser une nouvelle espèce phosphido-borate encombrée. Lorsqu’elle réagit avec des métaux, l’espèce phosphido-borate subit un clivage de la liaison P-B. Toutefois, cette observation met en évidence la singularité et les avantages de la stabilité de la liaison P-B lors de l’utilisation du fragment boratabenzène. Ces observations enrichissent notre compréhension des conditions dans lesquelles la liaison P-B du ligand DTBB peut être clivée. Ces travaux ont mené à la découverte d’un nouveau ligand ansa-boratabenzène avec une chimie de coordination prometteuse.