A Chicagói Egyetem Pritzker School of Molecular Engineering (PME) kutatói kifejlesztettek egy új módszert a lítium kivonására olyan széles körben elterjedt forrásokból, mint a tengervíz, a talajvíz illetve a "maradékvíz", ami a repesztéses technológia (fracking) mellékterméke. Az elektrokémiai eljárás vas-foszfátot használ, amely kivonja a lítiumot a folyadékokból. Az új módszer várhatóan felgyorsítja a lítium gyorsabb és zöldebb kinyerését.
Bár a tengervíz ötezerszer több lítiumot tartalmaz, mint ami a szárazföldön megtalálható, rendkívül alacsony, körülbelül 0,2 milliomodrésznyi (ppm) koncentrációban van jelen, emiatt pedig nem sikerült gazdaságilag hatékony megoldást találni a kérdésre. A lítium kőzetércekből történő kitermelése is lassú, illetve magas energiaigénnyel és jelentős környezetszennyezéssel jár. Ezzel szemben az új módszer környezetbarát és gyorsabb, mint a többi jelenlegi módszer.
A lítiumot a lukacsos szerkezetű olivinvas-foszfát vonzza be, amely mérete, töltése és reakcióképessége miatt felszívja a vizet a lyukaiba. Ugyanakkor a sós folyadékokban is jelen lévő nátriumionok kimaradnak, vagy sokkal kisebb mértékben jutnak be a vasfoszfátba. A kutatók változatos módszerekkel szintetizálták az olivinvas-foszfát részecskéket, amelyek 20-tól 6000 nanométerig terjedő részecskeméreteket eredményeztek. Majd a részecskéket méret szerint csoportosították, és a lítium oldatból történő kivonására alkalmas elektródák építéséhez használták fel. A kutatók megfigyelték, hogy a túl nagy vagy túl kicsi vas-foszfát részecskék hajlamosak voltak több nátriumot beengedni a szerkezetükbe, ami kevésbé tiszta lítiumkivonáshoz vezetett. Végül megtalálták az optimális részecskeméretet.
A kutatók nem először próbálnak lítiumot kinyerni a tengervízből. Korábban magnéziummal és káliummal kísérleteztek, de ez nem hozott jó eredményeket. Ha a mostani, új módszer tényleg működik ipari méretekben is, akkor az komoly áttörést jelenthet az elektromos autók gyártásában is, mivel jelenleg azok árát a költséges cellagyártás határozza meg.
Forrás: Interesting Engineering
A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock
