Літій – важливий компонент сучасних акумуляторів, але зростаючий попит загрожує виснажити запаси цього металу у земній корі до 2080 року. В океані літію в 5000 разів більше, але там він у значно меншій концентрації та змішаний з іонами різних металів, яких потрібно позбутися.
Не пропустіть Вчені збільшили об'єм жорстких дисків у 10 разів завдяки графену: перспективи відкриття
Що придумали вчені для очистки літію
Для очистки вчені застосували такий собі фільтр, робота якого базується на хімічних процесах під дією електрики. Осередок складається з трьох відсіків.
- Морська вода потрапляє у центральну камеру, звідти позитивні іони літію проходять через мембрану LLTO у бічну камеру, де міститься буферний розчин і мідний катод, покритий платиною і рутенієм.
- Негативні іони, тим часом, відправляються через стандартну аніонообмінну мембрану в третю камеру, з розчином хлориду натрію і анодом з платини й рутенію.
Дослідники протестували систему на воді, взятій з Червоного моря. Під напругою 3,25 В осередок почав виробляти на катоді водень та хлор. Це запустило транспортування літію через мембрану LLTO, який став накопичуватися у бічному відсіку. Потім збагачена літієм вода стала сировиною для повторних циклів обробки. Поступово була досягнута концентрація понад 9000 мільйонних часток.
Зміна кислотності розчину дозволила отримати твердий фосфат літію, що містить лише незначні сліди іонів інших металів. І досить чистий, щоб відповідати стандартам виробників акумуляторів.
Цікаво Уоррен Баффет та Білл Гейтс побудують атомний реактор нового покоління
Наскільки ефективний такий спосіб отримання літію
За оцінками вчених, для отримання кілограма літію з морської води такий осередок буде витрачати електрики всього на 5 доларів. Вартість літію й хлору з надлишком покриють ці витрати, а воду, що залишилася потім можна буде направити на станцію опріснення для переробки.