Lítiová kríza sa prehlbuje, no možno sme našli riešenie, ktoré môže zmeniť všetko!
Výskumníci našli efektívny spôsob, ako by sme mohli získavať lítium pre batérie.
Priemysel sa momentálne pokúša vyriešiť čoraz prudšie rastúci dopyt po lítiu, kritickom komponente pre batérie v elektromobiloch. Výskumníci z Rice University vyvinuli revolučnú metódu extrakcie lítia, ktorá by mohla zmeniť priemysel.
Túto metódu bližšie približujú vo svojej novej práci. Metóda prináša takmer perfektnú selektivitu lítia vďaka pretransformovaniu solid state elektrolytov na membrány pri vodnej extrakcii lítia. Solid state elektrolyty boli vytvorené pre rapídnu vodivosť lítiových iónov v solid state batériách. Ukázalo sa však, že sú mimoriadne užitočné aj pri separovaní iónov a vody vo vodných roztokoch.
Objav predstavuje potenciálnu revolúciu, čo sa udržateľných zdrojov týka. Autori štúdie vysvetľujú, že s využitím tejto metódy môže poklesnúť naša závislosť na tradičných ťažobných a extrakčných metódach. Tie sú časovo náročné a poškodzujú životné prostredie.
“Cieľom nie je len vyrobiť viac lítia, no zároveň nájsť spôsob, ako to urobiť čo najšetrnejšie k životnému prostrediu,” hovorí jeden z autorov výskumu, Menachem Elimelech.
Zarážajúco efektívny proces
Aby výskumníci urobili extrakciu lítia environmentálne priateľskou, autori štúdie sa pozreli na priamu extrakciu lítia. Táto metóda dokáže získať lítium aj z netradičných zdrojov, napríklad vody, ktorá vznikla pri spracúvaní ropy a plynu, odpadovej vody, či geotermálnych prameňov. Existuje niekoľko rôznych metód, no tie neboli veľmi efektívne, hlavne ak sa pokúšali separovať lítium od iných iónov podobných veľkostí alebo nábojov.
Výskumníci v rámci nového postupu použili solid state elektrolyty. Tie sa od bežne využívaných membrán odlišujú tým, že umožňujú migráciu lítiových iónov a popri tom blokujú iné ióny a dokonca aj vodu.
Neprehliadni
“Extrémna selektivita, ktorú nám ponúkajú solid state elektrolyty, predstavuje mimoriadne efektívnu metódu získavania lítia, pretože energia sa vynakladá len na presun žiadaných lítiových iónov cez membránu,” hovorí Sohum Patel, jeden z autorov štúdie.
Autori štúdie otestovali efektivitu novej metódy pomocou elektrodialýzy a výsledky boli zarážajúce. Dokonca aj pri vysokej koncentrácii súperiacich iónov dokázali solid state elektrolyty konzistentne vykazovať takmer perfektnú selektivitu lítia. Analýza tohto procesu odhalila, že pevná a na úzko ukladaná kryštalická mriežka solid state elektrolytov bránila molekulám vody a väčším iónom prejsť cez membránu štruktúry. Napríklad ióny magnézia, ktoré majú iný náboj ako ióny lítia, boli takisto nekompatibilné s kryštalickou mriežkou. Celkovo dokázali prejsť len ióny lítia.
Výskumníci poznamenávajú, že hoci iné ióny nedokázali prejsť cez solid state elektrolyt, ich prítomnosť znížila flux lítia tým, že zablokovala voľné miesta, cez ktoré by dokázali lítiové ióny prejsť. Autori štúdie ale veria, že tento problém môžu vyriešiť v ďalších experimentoch.
Budúcnosť ťažby lítia
Experti už dlhšie varujú, že svet pocíti nedostatok lítia. Ide o prvok, ktorý je dôležitý pre výrobu lítium-iónových batérií, ktoré sa používajú v automobilovom a elektronickom sektore, či pri obnoviteľnej energii. Preto je dôležité, aby sme objavili spoľahlivejšie, efektívnejšie a hlavne šetrnejšie metódy extrakcie lítia, keďže konvenčná ťažba devastuje životné prostredie.
Nová metóda založená na solid state elektrolytoch by však mohla problém s nedostatkom lítia adresovať spôsobom, ktorý by bol oveľa šetrnejší k prírode, ako tradičná ťažba tohto materiálu.
“Využitím tejto metódy by sme dokázali extrahovať lítium priamo z radu vodných zdrojov. Nemuseli by sme sa naďalej spoliehať na veľké vyparovacie jazierka a chemicky náročné čistiace prostriedky,” vysvetľujú autori štúdie.
Na jednu stranu by sme získali environmentálnejšie priateľskejší proces. Nemôžeme zabúdať aj na to, že takýto proces extrakcie lítia je oveľa efektívnejší. Znamená to, že v budúcnosti by sme mohli nielen šetriť našu prírodu, no zároveň sa vysporiadať aj s čoraz viac rastúcim dopytom po lítiu.
