Litiu poate fi, de asemenea, extras din canalizare?

Oricine folosește un telefon mobil, laptop sau mașină electrică trebuie să se bazeze pe litiu. Există o mare cerere pentru acest element. Deși litiul este suficient în întreaga lume, obținerea și extragerea litiului este încă un proces dificil și ineficient.

O echipă interdisciplinară de ingineri și oameni de știință dezvoltă o metodă de extragere a litiului din apa contaminată.

Noile cercetări publicate săptămâna aceasta în cadrul procedurilor Academiei Naționale de Științe ar putea simplifica procesul de extragere a litiului din saramură, creând potențial o aprovizionare mai mare și reducând costul componentelor bateriei pentru alimentarea vehiculelor electrice, electronice și o gamă largă de alte dispozitive.

În prezent, litiul este cel mai frecvent obținut din apa sărată din America de Sud prin evaporarea solară, care este un proces costisitor și poate dura câțiva ani. În plus, o cantitate mare de litiu se va pierde în acest proces.

Echipele de cercetare de la Universitatea Texas din Austin și Universitatea California din Santa Barbara au proiectat o membrană care poate separa cu precizie litiul de alți ioni precum sodiul, îmbunătățind semnificativ eficiența colectării elementelor râvnite.

Benny Freeman, profesor la Departamentul de inginerie chimică mcketta de la Universitatea din Texas la Austin, a declarat:" rezultatele acestui studiu sunt de o mare semnificație pentru a rezolva principalele constrângeri ale resurselor litiului și este posibil să se extragă litiul din apa generată din producția de petrol și gaze pentru baterii și coautor al lucrărilor."

Pe lângă saramură, apele uzate din producția de petrol și gaze conțin și litiu, dar nu a fost dezvoltată astăzi. Cercetătorii au spus că apa din fracturarea hidraulică a șistului Eagle Ford din Texas ar putea produce suficient litiu pentru 300 de baterii ale vehiculelor electrice sau 1,7 milioane de smartphone-uri într-o singură săptămână. Acest exemplu arată amploarea oportunităților pentru această nouă tehnologie în creșterea semnificativă a aprovizionării cu litiu și reducerea costurilor echipamentelor dependente de aceasta.

Nucleul acestei descoperiri este noua membrană polimerică realizată de cercetători care folosesc eterul coroanei, care este un ligand cu funcție chimică specifică și care poate lega unii ioni. Eterii coroanei nu au mai fost aplicați sau studiați ca parte a membranei de tratare a apei înainte, dar pot fi componenta cheie a extracției litiului, o moleculă specifică din apă.

În majoritatea polimerilor, sodiul trece prin membrană mai repede decât litiul. Cu toate acestea, în aceste materiale noi, litiul se mișcă mai repede decât sodiul, care este un poluant obișnuit în saramură care conține litiu. Prin modelarea computerizată, echipa a aflat de ce s-a întâmplat acest lucru. Ionii de sodiu se combină cu eterii coroanei pentru a-i încetini, în timp ce ionii de litiu rămân nelegați, permițându-le să treacă mai repede prin polimer.

Aceste descoperiri reprezintă o nouă frontieră în știința membranelor și necesită o cooperare cuprinzătoare între universități în domeniile sintezei polimerilor, caracterizarea membranei și modelarea și simularea. Cercetarea a fost susținută de centrul de materiale pentru sistemele de apă și energie, centrul de cercetare frontieră energetică UT Austin finanțat de Departamentul de energie al SUA.