Глина и солена вода: иновативен подход за добив на литий

Изследователи от САЩ предложиха потенциална алтернатива на традиционното извличане на литий от мините. Те са разработили усъвършенствана мембранна технология за извличане на този ценен за съвременните технологии елемент от солената вода. На базата на вермикулит – евтин и достъпен вид глина – новата мембрана филтрира литиевите йони с изключителна ефективност.

Понастоящем по-голямата част от лития в света идва от няколко държави, където се извлича от твърдите скали или се изпарява от солените езера. Това е скъпо и отнема много време, а освен това съществува зависимост от доставчиците. Литий има също така в морската вода и в подземните солени разтвори. Досега обаче технологиите за добиването му от тези източници бяха твърде неефективни.

Екип от учени от Националната лаборатория Аргон и Чикагския университет е разработил метод, който може да разслоява вермикулит на ултратънки филми с дебелина само една милиардна част от метъра, а след това да ги подрежда в плътен слоест филтър. Получените филми са толкова тънки, че могат да бъдат класифицирани като двуизмерни материали, пише IE.

В интерес на истината отначало слоевете от необработена глина се разпадат във водата в рамките на половин час поради силното сродство на частиците. За да решат този проблем, изследователите са покрили двуизмерната глинена мембрана с микроскопични колони от алуминиев оксид, придавайки й стабилна структура, наподобяваща паркинг на няколко нива. Тази структура не само запазва целостта на мембраната във вода, но и позволява на мембраната да филтрира йоните по размер и заряд, което е от ключово значение за отделянето на лития от подобните елементи като магнезий и натрий.

След това изследователите добавят натриеви катиони към мембраната, като променят повърхностния заряд от неутрален в положителен. В солената вода и литиевите, и магнезиевите йони са положително заредени, но магнезият има по-голям заряд от лития. По този начин литиевите йони преминават по-лесно през мембраната. За да подобрят още повече селективността, учените добавят натриеви йони, които стесняват порестата структура на мембраната.

Резултатът е мащабируем и евтин метод за филтриране, който би могъл да направи достъпни неизползваните запаси от литий, съдържащи се в изобилие в океаните, подземните солници и дори в отпадните води.