Вчені розробили дешевий метод вилучення літію для акумуляторів — прямо з морської води

Дослідники з Науково-технологічного університету імені короля Абдалли (Саудівська Аравія) розробили метод вилучення літію високої чистоти з морської води.

Про це повідомляє видання Energy&Environmental Science.

Попередні спроби виділити літій з суміші, яку метал виробляє разом з натрієм, магнієм і калієм в морській воді, були безрезультатними. Хоча морська вода містить у 5000 разів більше літію, ніж земна кора, його концентрація надзвичайно низька — близько 0,2 частини на мільйон.

Щоб вирішити цю проблему, команда вчених випробувала метод, який раніше ніколи не застосовувався для вилучення іонів літію. Вони використовували електрохімічну комірку, що містить керамічну мембрану з оксиду літію, лантану, титану (LLTO).

У своїй науковій статті, опублікованій в журналі Energy&Environmental Science, дослідники пояснюють, що кристалічна структура мембрани містить досить широкі отвори, щоб пропускати іони літію, блокуючи при цьому більші іони інших металів.

Осередок складається з трьох відсіків. Морська вода надходить в центральну завантажувальну камеру, де позитивні іони літію проходять через мембрану LLTO в бічній відсік, що містить буферний розчин і мідний катод, покритий платиною і рутенієм. У той же час негативні іони залишають завантажувальну камеру через стандартну аніонообмінну мембрану, переходячи в третю камеру, яка містить розчин хлориду натрію і платино-рутенієвого аноду.

Дослідники вже випробували роботу системи на практиці, використовуючи воду Червоного моря. При напрузі 3,25 В елемент виробляє газоподібний водень на катоді і газоподібний хлор на аноді. Це стимулювало транспортування літію через мембрану LLTO, де він накопичувався в бічній камері. Збагачена літієм вода згодом використовувалася як сировина для видобутку літію. Вона проходила ще через чотири цикли обробки, і у підсумку вченим вдалося досягти концентрації літію більше 9000 частин на мільйон.

Щоб зробити кінцевий продукт досить чистим і відповідним вимогам компаній, що виробляють акумулятори, вчені скорегували pH розчину, щоб отримати твердий фосфат літію, який містить прості сліди іонів інших металів.

На думку дослідників, видобуток 1 кг літію з морської води обійдеться в 5 доларів (це витрати на електроенергію). Вартість водню і хлору, що виділяються при електролізі, у підсумку компенсує вартість електроенергії, а решту морської води можна буде опріснювати.

Раніше ми повідомляли про те, що вчені з Південної Кореї знають, як збільшити ємність акумуляторів у 10 разів. Секретним компонентом літій-металевих батарей стане ультратонкий літій.