Lit stał się niekwestionowanym fundamentem nowoczesnej technologii. Zasila nasze smartfony, laptopy i pojazdy elektryczne, a zapotrzebowanie na niego rośnie właściwie w tempie wykładniczym. Sposób pozyskiwania "białego złota" od dawna budzi kontrowersje ze względu na wysokie koszty, długotrwały proces, szkody dla środowiska, a i nierzadko poprzez trudne warunki pracy osób zajmujących się jego wydobyciem. Dzięki naukowcom z Imperial College London, może nadejść era ekologicznej i bardziej efektywnej ekstrakcji litu.
Tradycyjne metody pozyskiwania litu opierają się głównie na wydobyciu rud skalnych lub odparowywaniu solanek. Oba procesy mają niestety spore wady. Wydobycie ze skał to metoda kosztowna, energochłonna i degradująca środowisko, wymagająca dalszego przetworzenia z udziałem chemikaliów. Z kolei ekstrakcja ze solanek polega na odparowywaniu wody w olbrzymich basenach przez rok lub dłużej, co prowadzi do ogromnego zużycia wody oraz emisji silnie toksycznych substancji.
Co więcej, klasyczne metody oddzielania litu od innych pierwiastków nie są wystarczająco selektywne i powodują znaczną utratę cennego surowca. Przez owe ograniczenia branża baterii litowo-jonowych od lat poszukiwała bardziej efektywnego i ekologicznego sposobu ekstrakcji tego metalu. Poszukiwała, bo właśnie znaleźliśmy ten znacznie lepszy.
Membrana została wykonana z polimerów o wewnętrznej mikroporowatości, które są znane ze swoich unikalnych właściwości adsorpcyjnych. Jej pory są wyściełane hydrofilowymi grupami funkcyjnymi, co pozwala na precyzyjne kierowanie jonów litu przez membranę przy jednoczesnym blokowaniu większych jonów, np. magnezu.
W testach laboratoryjnych nowa metoda wykazała się imponującą skutecznością – membrana przepuszczała 200 jonów litu na każdy jon magnezu, co stanowi ogromny postęp w stosunku do dotychczasowych metod, które osiągały selektywność na poziomie 10:1. Trzeba przyznać, że "jest przebitka"!
Wdrożenie na skalę przemysłową
Membrana może być stosowana w połączeniu z elektrodializą, wykorzystując prąd elektryczny do przyspieszonego transportu jonów litu przez pory membrany. W warunkach symulacji ów system pozwolił na uzyskanie węglanu litu o czystości przemysłowej, który może być bezpośrednio wykorzystywany do produkcji baterii.
Kolejnym kluczowym atutem metody jest jej skalowalność. Polimery stosowane w membranach są rozpuszczalne w standardowych rozpuszczalnikach i mogą być produkowane przy użyciu istniejących procesów przemysłowych. Wdrożenie nowej metody może nastąpić zaskakująco szybko i na dużą skalę. Zmiana może być odczuwalna już za chwilę, już za niedługo!
Globalny rynek litu jest w przededniu ogromnych zmian. Nowa metoda jego pozyskiwania może stać się niesamowitym przełomem w pozyskiwaniu tego kluczowego pierwiastka dla technologii. Wydobycie litu wreszcie stanie się bardziej efektywne, tańsze i mniej szkodliwe dla środowiska. Ta sama technologia może znaleźć zastosowanie w oczyszczaniu wody czy odzyskiwaniu metali z odpadów przemysłowych.
Prace nad skalowaniem rozwiązania już trwają, a zespół naukowców planuje nawiązanie współpracy z przemysłem w celu wdrożenia metody na szeroką skalę. Może to oznaczać prawdziwą rewolucję na rynku akumulatorów litowo-jonowych i wpłynąć ogółem na sposób zarządzania zasobami litu w przyszłości
