Vai litiju var iegūt arī no notekūdeņiem?

Ikvienam, kurš izmanto mobilo tālruni, klēpjdatoru vai elektrisko automašīnu, ir jāpaļaujas uz litiju. Pēc šī elementa ir liels pieprasījums. Lai gan litija ir pietiekami daudz visā pasaulē, litija iegūšana un iegūšana joprojām ir sarežģīts un neefektīvs process.

Starpnozaru inženieru un zinātnieku komanda izstrādā metodi litija iegūšanai no piesārņotā ūdens.

Jauni pētījumi, kas šonedēļ tika publicēti Nacionālās Zinātņu akadēmijas darbā, varētu vienkāršot litija iegūšanas procesu no sālījuma, potenciāli radot lielāku piegādi un samazinot akumulatora komponentu izmaksas elektrisko transportlīdzekļu, elektronikas un daudzu citu ierīču darbināšanai.

Pašlaik litiju visbiežāk iegūst no Dienvidamerikas sālsūdens, iztvaicējot sauli, kas ir dārgs process un var ilgt vairākus gadus. Turklāt šajā procesā tiks zaudēts liels litija daudzums.

Pētniecības komandas Teksasas universitātē Ostinā un Kalifornijas Universitāte Santa Barbarā ir izstrādājušas membrānu, kas var precīzi atdalīt litiju no citiem joniem, piemēram, nātrija, ievērojami uzlabojot kāroto elementu savākšanas efektivitāti.

Benijs Frīmens, Teksasas Universitātes Ostinas ķīmijas inženierzinātņu katedras profesors Ostinā, sacīja:" šī pētījuma secinājumiem ir liela nozīme, lai atrisinātu galvenos litija resursu ierobežojumus, un ir iespējams iegūt litiju no ūdens, kas iegūts naftas un gāzes ražošanā baterijām un dokumentu līdzautors."

Papildus sālījumam naftas un gāzes ražošanas notekūdeņos ir arī litijs, taču tas šodien nav izstrādāts. Pētnieki sacīja, ka ūdens no Eagle Ford slānekļa hidrauliskās plīsuma Teksasā tikai vienas nedēļas laikā varētu ražot pietiekami daudz litija 300 elektromobiļu baterijām vai 1,7 miljoniem viedtālruņu. Šis piemērs parāda šīs jaunās tehnoloģijas iespēju apjomu, ievērojami palielinot litija piegādi un samazinot no tā atkarīgās iekārtas izmaksas.

Šī atklājuma kodols ir jaunā polimēra membrāna, ko pētnieki izgatavoja, izmantojot kroņa ēteri, kas ir ligands ar specifisku ķīmisko funkciju un var saistīt dažus jonus. Vainaga ēteri iepriekš nav izmantoti vai pētīti kā daļa no ūdens attīrīšanas membrānas, taču tie var būt litija ekstrakcijas galvenā sastāvdaļa, kas ir īpaša molekula ūdenī.

Lielākajā daļā polimēru nātrijs caur membrānu iziet ātrāk nekā litijs. Tomēr šajos jaunajos materiālos litijs pārvietojas ātrāk nekā nātrijs, kas ir parasts piesārņotājs litiju saturošā sālījumā. Izmantojot datormodelēšanu, komanda uzzināja, kāpēc tas notika. Nātrija joni apvienojas ar vainaga ēteriem, lai palēninātu to darbību, bet litija joni paliek nesaistīti, ļaujot tiem ātrāk iziet cauri polimēram.

Šie atklājumi ir jauna robeža membrānu zinātnē un prasa visaptverošu sadarbību starp universitātēm polimēru sintēzes, membrānu raksturojuma un modelēšanas un simulācijas jomā. Pētījumu atbalstīja ūdens un enerģētikas sistēmu materiālu centrs, UT Ostinas enerģētikas robežu izpētes centrs, ko finansēja ASV Enerģētikas departaments.