Как така никой не се е досетил: учените използват микровълнови печки, за да извличат лития от използваните батерии 100 пъти по-бързо

Търсенето на литий на Земята е толкова голямо, че скоро може да се превърне в глобален проблем. Ресурсите му на планетата са изключително ограничени, докато търсенето на тази основна суровина за производството на батерии непрекъснато нараства. Едно от решенията на проблема с недостига на литий може да бъде извличането му от използваните батерии. Засега обаче това е изключително скъп, мръсен и продължителен процес. Според учените обаче той може да бъде ускорен.

Изследователи от университета Райс работят по екологична технология за извличане на литий от използвани батерии. Те започват да прилагат рецепта за разтворител от областта на зелената химия. Химиците, както и всички други учени, загрижени за околната среда, търсели нещо по-екологично за реакция с разтворители. Откриването на дълбоките евтектични разтворители (HERs или DES) в началото на 2000 г. беше такова откритие. Това са екологично чисти течности, които се оказаха способни да утаяват лития и другите метали от разтвора.

„Степента на [традиционното] възстановяване е много ниска, защото литият обикновено се утаява последен след всички останали метали, така че нашата цел беше да разберем как можем да въздействаме конкретно на лития“, обяснява Салма Алхашим, която е един от водещите автори на изследването. – Тук използвахме DES, който е смес от холин хлорид и етилен гликол, като от предишната си работа знаехме, че по време на излужването в този DES литият е заобиколен от хлоридни йони от холин хлорида и се излющва в разтвора.

Но това беше само частично решение на проблема с ускореното възстановяване на лития от разтвора. По принцип се знаеше за такова свойство на холин хлорида като засиленото поглъщане на микровълновото лъчение от това съединение. И това се превърна в отличен катализатор на процеса! Изследователите успяха да изолират литий почти 100 пъти по-бързо, отколкото в традиционната маслена баня. Всъщност отнело им е само 15 минути, за да извлекат 87% от лития – процес, който би отнел 12 часа при използване на маслена баня.

„Това ни даде възможност за селективно извличане на лития в сравнение с другите метали“, казва Сохини Бхатачария (Sohini Bhattacharyya ), другият водещ автор на статията. – Използването на микровълново лъчение за този процес прилича на начина, по който кухненската микровълнова фурна бързо загрява храната. Енергията се предава директно на молекулите, което прави реакцията много по-бърза от конвенционалните методи за нагряване.“

Тъй като химическият състав на DES разтворителите се променя доста гъвкаво, те могат да бъдат адаптирани за извличане и на други елементи от разтворите, като например кобалт и/или никел. Процесът се оказа толкова чист и бърз, че би могъл да има голямо значение за бъдещите вериги за доставка и рециклиране на литий-съдържащи батерии.