Κινέζοι ερευνητές εξάγουν λίθιο από το αλμυρό νερό χωρίς να ξοδεύουν ενέργεια!

Αν υπάρχει ένα υλικό από το οποίο εξαρτάται ολόκληρη η ενεργειακή μετάβαση, τουλάχιστον τη σημερινή εποχή, αυτό είναι το λίθιο. Για να καλύψει την παγκόσμια ζήτηση χωρίς να αυξήσει την εξόρυξη, η Κίνα έχει βάλει στο στόχαστρο έναν από τους πιο άφθονους πόρους μας: το αλμυρό νερό.

Η παγκόσμια ζήτηση για λίθιο αυξάνεται σχεδόν εκθετικά, καθώς η βιομηχανία συνεχίζει να επεκτείνει την κατασκευή ηλεκτρικών οχημάτων και μπαταριών για την αποθήκευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Οι τελευταίες κινήσεις της Κίνας στις αλυκές της Νότιας Αμερικής έχουν εδραιώσει την κυριαρχία της στην αλυσίδα εφοδιασμού, αλλά οι παραδοσιακές πηγές λιθίου, όπως τα ορυκτά από σκληρά πετρώματα, θα συνεχίσουν να μειώνονται τα επόμενα χρόνια. Για να εξασφαλιστεί η προμήθεια λιθίου με βιώσιμο τρόπο, μια ομάδα μηχανικών από το Πανεπιστήμιο Nanjing, στην Κίνα, δημιούργησε μια συσκευή που χρησιμοποιεί το ηλιακό φως για την εξαγωγή και αποθήκευση λιθίου από άλμη.

Οι παραδοσιακές μέθοδοι εξόρυξης λιθίου είναι δαπανηρές και επιβλαβείς για το περιβάλλον. Αυτή η ανακάλυψη, που ονομάστηκε STLES (Solar Transpiration-Powered Lithium Extraction and Storage), μπορεί να εξάγει ιόντα λιθίου από άλμες χαμηλής συγκέντρωσης, όπως το θαλασσινό νερό, χρησιμοποιώντας μόνο την ηλιακή ενέργεια.

Η συσκευή επιπλέει στην επιφάνεια της θάλασσας, αξιοποιώντας το φως για να δημιουργήσει πίεση στα τριχοειδή αγγεία ενός ηλιακού εξατμιστήρα. Στο εσωτερικό της υπάρχει μια μεμβράνη από οξείδιο του αλουμινίου με ενσωματωμένα νανοσωματίδια που φιλτράρει το λίθιο από άλλα υλικά. Χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια ως μηχανή πίεσης, η συσκευή προωθεί ιόντα λιθίου μέσω της μεμβράνης, η οποία τα φιλτράρει σε νανοκλίμακα, διαχωρίζοντας τα από άλλα ιόντα όπως το νάτριο, το μαγνήσιο και το ασβέστιο. Τα ιόντα λιθίου αποθηκεύονται στη συνέχεια σε ένα ειδικό στρώμα στο εσωτερικό της συσκευής, έτοιμα για συλλογή.

Οι ωκεανοί περιέχουν περίπου 230 δισεκατομμύρια τόνους λιθίου, αρκετό για να καλύψει την παγκόσμια ζήτηση, αλλά η χαμηλή συγκέντρωσή του και η παρουσία άλλων ιόντων καθιστούν δύσκολη την εξαγωγή του. Το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί σε μέρη όπως η Νεκρά Θάλασσα, η Κασπία Θάλασσα και άλλα υδάτινα σώματα με υψηλότερες συγκεντρώσεις άλμης. Επειδή λειτουργεί παθητικά και απαιτεί μόνο ηλιακή ενέργεια, η μέθοδος αυτή είναι πολύ οικονομική και θα μπορούσε να καταστήσει την εξόρυξη λιθίου από το θαλασσινό νερό πιο φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά βιώσιμη.

Η τεχνολογία αναπτύχθηκε από τον μηχανικό Zhu Jia και την ομάδα του και αποτελεί μια βιώσιμη και αποτελεσματική λύση για την εξόρυξη λιθίου από τη θάλασσα. Αλλά δεν είναι η μόνη που βρίσκεται σε εξέλιξη. Μια ομάδα από το King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) στη Σαουδική Αραβία έχει αναπτύξει μια τεχνική που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια φωσφορικού σιδήρου και αλογονιδίου αργύρου για την εξαγωγή ιόντων λιθίου από άλμη, τα οποία στη συνέχεια απελευθερώνονται σε ένα θάλαμο με γλυκό νερό.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν να επεκτείνουν τη συσκευή και να διεξάγουν μακροχρόνιες δοκιμές για να ελέγξουν την απόδοση και την αντοχή της. Διερευνούν επίσης βελτιώσεις της μεμβράνης και του συστήματος αποθήκευσης για να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα της εξαγωγής.

[via]