Одни из самых опасных веществ на Земле помогли создать литий для батарей: как это работает

"Вечные химикаты" или ПФАС – это группа из более чем 10 000 синтетических фторорганических веществ, которые практически не разлагаются в природе и являются опасными для окружающей среды. Ученые смогли использовать ПФАС, которые являются одними из самых опасных веществ на Земле, для извлечения ценного лития из соленой воды. Ученым удалось получить фторид лития с чистотой 99% и подтвердить, что образец достаточно чист для повышения стабильности и производительности литий-ионных батарей. Исследование опубликовано в журнале Nature Water, пишет Gizmodo.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам ученых, они рассматривали отработанные ПФАС как потенциально полезные соединения и смогли использовать их для извлечения ценного лития.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, тысячи различных химических соединений ПФАС, которые производятся промышленным способом, разлагаются очень долго, и их обнаружили в почве, воде, воздухе и даже в органах человека и некоторых продуктах питания. С другой стороны, литий является очень ценным ресурсом для создания батарей для смартфонов, ноутбуков и электромобилей. Литий добывают преимущественно из соляных растворов в соленых озерах и из твердых руд.

Новый метод извлечения лития добавляет дополнительные этапы к концу жизненного цикла ПФАС, то есть, когда химическое вещество действительно становится экологической угрозой. В частности, ученые собрали гранулированный активированный уголь, насыщенный ПФАС, или фильтрующий материал, который удаляет вредные химические вещества из противопожарной пены.

Вместо того чтобы рассматривать этот отработанный материал как конечный продукт, ученые использовали его в качестве исходного материала. Они создали смесь, используя пропитанный ПФАС уголь и очень соленый рассол, содержащий различные элементы.

Когда смесь быстро нагревали до 1000 градусов по Цельсию, а затем быстро охлаждали, фторид в ПФАС распадался и связывался с положительными ионами в рассоле, образуя новые соединения, включая фторид лития. Более того эта обработка превратила углерод, содержащий ПФАС, в нетоксичные отходы.

Затем ученые повторно нагрели смесь до точки кипения фторида лития, 1676 градусов по Цельсию, чтобы отделить литий. Это позволило ученым восстановить 82% доступного фторида лития с чистотой 99%.

Исследователи включили восстановленный фторид лития в электролиты литий-ионных батарей и следили за тем, как он повлияет на их производительность. Спустя месяц ученые обнаружили явные признаки того, что батареи с извлеченным литием демонстрируют более высокую и стабильную емкость.

Ученые утверждают, что их метод извлечения лития оказывает меньшее воздействие на окружающую среду и может приносить в пять раз больше прибыли, чем другие процессы.

Как уже писал Фокус, в Украине начинается первый проект по добыче лития.

Также Фокус писал о том, что ракета Alpha компании Firefly Aerospace вышла на орбиту впервые после серии взрывов.