Ученые разработали «дешевый и простой» метод извлечения лития из морской воды

Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы разработали, по их мнению, экономически жизнеспособную систему для извлечения лития высокой чистоты из морской воды.

Предыдущие попытки выделить литий из смеси, которую металл производит вместе с натрием, магнием и калием в морской воде, дали очень мало результатов. Хотя жидкость содержит в 5000 раз больше лития, чем то, что можно найти на суше, она присутствует в чрезвычайно низких концентрациях, около 0,2 частей на миллион (ppm).

Чтобы решить эту проблему, команда во главе с Чжипингом Лаем попробовала метод, который никогда раньше не использовался для извлечения ионов лития. Они использовали электрохимическую ячейку, содержащую керамическую мембрану из оксида лития, лантана, титана (LLTO).

В статье, опубликованной в журнале Energy & Environmental Science, исследователи объясняют, что в кристаллической структуре мембраны есть отверстия, достаточно широкие, чтобы пропускать ионы лития, блокируя при этом более крупные ионы металлов.

Сама ячейка, напротив, состоит из трех отсеков. Морская вода поступает в центральную загрузочную камеру, где положительные ионы лития проходят через мембрану LLTO в боковой отсек, содержащий буферный раствор и медный катод, покрытый платиной и рутением. В то же время отрицательные ионы покидают загрузочную камеру через стандартную анионообменную мембрану, переходя в третью камеру, содержащую раствор хлорида натрия и платино-рутениевый анод.

Лай и его группа испытали систему, используя морскую воду из Красного моря. При напряжении 3,25 В элемент вырабатывает газообразный водород на катоде и газообразный хлор на аноде. Это стимулирует транспортировку лития через мембрану LLTO, где он накапливается в боковой камере. Эта обогащенная литием вода затем становится сырьем для еще четырех циклов обработки, в конечном итоге достигая концентрации более 9000 частей на миллион.

Чтобы сделать конечный продукт достаточно чистым, чтобы он соответствовал требованиям производителей аккумуляторов , ученые затем скорректировали pH раствора, чтобы получить твердый фосфат лития, который содержит простые следы ионов других металлов.

По мнению исследователей, ячейке, вероятно, потребуется 5 долларов электроэнергии для извлечения 1 килограмма лития из морской воды. Это означает, что стоимость водорода и хлора, производимых ячейкой, в конечном итоге компенсирует стоимость электроэнергии, а остаточная морская вода также может использоваться в опреснительных установках для обеспечения пресной воды.

aKa Ka3aK
Поделится: