Litij je mogoče črpati tudi iz kanalizacije?

Vsakdo, ki uporablja mobilni telefon, prenosni računalnik ali električni avto, se mora zanašati na litij. Po tem elementu je veliko povpraševanje. Čeprav je litija po vsem svetu dovolj, je pridobivanje in pridobivanje litija še vedno zahteven in neučinkovit postopek.

Interdisciplinarna ekipa inženirjev in znanstvenikov razvija metodo za pridobivanje litija iz onesnažene vode.

Nove raziskave, objavljene ta teden v zborniku Nacionalne akademije znanosti, bi lahko poenostavile postopek pridobivanja litija iz slanice, s čimer bi lahko ustvarile večjo oskrbo in znižale stroške sestavnih delov akumulatorja za pogon električnih vozil, elektronike in številnih drugih naprav.

Trenutno se litij najpogosteje pridobiva iz slane vode v Južni Ameriki s sončnim izhlapevanjem, kar je drag postopek in lahko traja več let. Poleg tega se bo v tem procesu izgubila velika količina litija.

Raziskovalne skupine na Univerzi v Teksasu v Austinu in Kalifornijski univerzi v Santa Barbari so oblikovale membrano, ki lahko natančno loči litij od drugih ionov, kot je natrij, kar znatno izboljša učinkovitost zbiranja želenih elementov.

Benny Freeman, profesor oddelka za kemijsko inženirstvo mcketta na Univerzi v Teksasu v Austinu, je dejal:" ugotovitve te študije so zelo pomembne za reševanje glavnih omejitev virov litija in je mogoče črpati litij iz vode, pridobljene s proizvodnjo nafte in plina za baterije, in soavtor prispevkov."

Poleg slanice vsebuje odpadne vode iz proizvodnje nafte in plina tudi litij, ki pa danes ni bil razvit. Raziskovalci so dejali, da bi voda iz hidravličnega lomljenja skrilavca Eagle Ford v Teksasu v enem tednu lahko proizvedla dovolj litija za 300 baterij električnih vozil ali 1,7 milijona pametnih telefonov. Ta primer prikazuje obseg priložnosti te nove tehnologije za znatno povečanje zaloge litija in zmanjšanje stroškov opreme, ki je odvisna od tega.

Jedro tega odkritja je nova polimerna membrana, ki so jo izdelali raziskovalci z uporabo kronskega etra, ki je ligand s specifično kemijsko funkcijo in lahko veže nekatere ione. Kronski etri prej niso bili uporabljeni ali preučeni kot del membrane za obdelavo vode, vendar so lahko ključna sestavina ekstrakcije litija, posebne molekule v vodi.

V večini polimerov natrijev prehaja skozi membrano hitreje kot litij. Vendar se v teh novih materialih litij premika hitreje kot natrij, ki je pogosto onesnaževalo v slanici, ki vsebuje litij. Z računalniškim modeliranjem je ekipa ugotovila, zakaj se je to zgodilo. Natrijevi ioni se v kombinaciji s kronskimi etri upočasnijo, litijevi ioni pa ostanejo nevezani, kar jim omogoča hitrejši prehod skozi polimer.

Te ugotovitve predstavljajo novo mejo v membranski znanosti in zahtevajo celovito sodelovanje med univerzami na področju sinteze polimerov, karakterizacije membran ter modeliranja in simulacije. Raziskavo je podprl center za materiale za vodo in energetski sistem, raziskovalno središče za energetsko mejo UT Austin, ki ga je financiralo ameriško ministrstvo za energijo.