Foto: Rice University
Tim istraživača sa Univerziteta Rajs razvio je trokomorni elektrohemijski reaktor za koji kažu da omogućava efikasnu i ekološki prihvatljivu ekstrakciju litijuma iz geotermalnih slanih rastvora. Pomoću ove inovacije izdvoji se čak 97,5 odsto litijuma iz geotermalnih voda, što udara temelje za održivije iskorišćavanje jednog od glavnih resursa za zelenu tranziciju.
Litijum je ključni element u baterijama koje se koriste u velikom broju uređaja, od mobilnih telefona do sistema za skladištenje obnovljive energije i električnih vozila. Međutim, aktuelne metode ekstrakcije stvaraju ozbiljne ekološke i tehničke izazove.
U Južnoj Americi se litijum dobija u slanim pustinjama, tako što se podzemne vode ispumpavaju na površinu i skladište u velikim bazenima.. Posle isparavanja tečnosti ostaje so, koja sadrži litijum. Problem je što se u ovom procesu troši velika količina vode, a i postoji mogućnost da toksične hemikalije iz prerade zagade vodu za piće.
U Australiji i Kini litijum se vadi u površinskim kopovima, gde postoji opasnost od zagađenja vazduha, vode i zemlje usled velikih količina jalovine, ali i korišćenja hemikalija u preradi rude.
Treći način dobijanja litijuma, koji u poslednje vreme sve više dobija na značaju, jeste iz geotermalnih voda. Ali slani rastvori iz takvih bušotina sadrže i druge elemente, poput natrijuma, kalijuma, magnezijuma i kalcijuma, koji imaju slična hemijska svojstva kao litijum, pa ga je komplikovano izdvojiti.
Sličnost u veličini i naelektrisanju jona između litijuma i ovih elemenata otežava izdvajanje litijuma tradicionalnim tehnikama, što dovodi do veće potrošnje energije i stvaranja hemijskog otpada. Takođe, slani rastvori imaju visoke koncentracije hloridnih jona, koji u tradicionalnim elektrohemijskim procesima mogu proizvesti opasan hlorni gas, dodajući i bezbednosne rizike procesu ekstrakcije.
Trokomorni elektrohemijski reaktor
Inženjerski tim sa Rajs univerziteta u Teksasu kojeg predvodi profesorka Sibani Lisa Bisval rešio je izazove ekstrakcije litijuma iz geotermalnih izvora razvojem trokomornog elektrohemijskog reaktora.
Za razliku od tradicionalnih metoda, srednja komora ima porozan, čvrst elektrolit, koji kontroliše protok jona dok slani rastvor prolazi kroz njega. Membrana sprečava ulazak hloridnih jona u kritične delove reaktora, čime se smanjuje rizik od stvaranja opasnih nusproizvoda.
Ključni deo za visokoselektivnu ekstrakciju litijuma je specijalizovana membrana od litijum-jonske provodne staklokeramike, koja selektivno propušta litijum dok blokira ostale jone.
„Naš pristup ne samo da postiže visok stepen čistoće litijuma, već i smanjuje ekološke rizike povezane s tradicionalnim metodama ekstrakcije“, rekla je autorka Juge Feng, studentkinja postdiplomskih studija.
Reaktor je postigao stopu čistoće litijuma od 97,5 odsto, omogućavajući efikasno odvajanje litijuma iz slanih rastvora i proizvodnju visokokvalitetnog litijum-hidroksida za baterije. Ipak, istraživači su primetili izazove vezane za dugoročnu stabilnost, poput nakupljanja natrijuma na membrani. Predložene su strategije za prevazilaženje ovog problema, uključujući prilagođavanje jačine struje i razvoj specijalnih premaza za membranu.
U Sjedinjenim Državama su u toku projekti za izvlačenje litijuma iz geotermalnih voda. Slični pilot-projekti su pokrenuti u Nemačkoj kao i u Velikoj Britaniji i Italiji.
Budite prvi i ostavite komentar na ovaj članak.