Американские ученые из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета оптимизировали метод добычи лития из воды, что в перспективе позволит получать этот металл из морей, грунтовых вод и даже из жидких отходов нефтегазовой промышленности. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).
Литий остается ключевым компонентом литий-ионных аккумуляторов, которые используются в электромобилях и множестве других устройств. За последнее десятилетие производство этого ресурса выросло более чем в три раза.
Современные способы извлечения металла из каменных руд и растворов медленны, требуют большого количества энергии и небезопасны для окружающей среды. Чтобы получить этот ресурс, руды измельчают и обрабатывают кислотой, либо создают огромные бассейны с рассолом, который затем постепенно выпаривается, оставляя на дне литиевый осадок.
Команда испытала новый метод извлечения лития из разбавленных жидкостей с помощью кристаллических решеток фосфата железа оливина. Из-за своего размера, заряда и реакционной способности металл втягивается в пространства железнофосфатных колонок оливина подобно тому, как вода впитывается в губку.
Исследовательская группа синтезировала частицы оливин-железо фосфата, используя различные методы, в результате чего получился диапазон размеров частиц от 20 до 6 тыс. нанометров. Затем они разделили эти частицы на группы в зависимости от их размера и использовали их для создания электродов, которые могли бы извлекать литий из слабого раствора.
Они обнаружили, что когда частицы фосфата железа были слишком большими или слишком маленькими, они имели тенденцию впускать в свои структуры больше натрия. Это привело к менее чистому извлечению лития.
Полученные результаты имеют важное значение для перехода к коммерческому использованию электрохимической экстракции лития. Они предполагают, что исследователи должны сосредоточиться на производстве оливина-железо фосфата с идеальным размером частиц, отметили авторы разработки.
Ранее ученые создали кремниевый гель, способный вдвое увеличить пробег электромобиля на одном заряде батареи.
