Литий — это золото XXI века. Он повсюду в наших устройствах, от электронных сигарет до электромобилей. Но есть проблема: его добыча — логистический и экологический кошмар.. По крайней мере, так было до сегодняшнего дня. Команда исследователей из Университета Райса разработала реактор, который может стать крупнейшей революцией в экстракции лития за последние десятилетия. Благодаря исключительной эффективности и минимальному воздействию на окружающую среду, эта технология может изменить правила игры. Исследование, подробно описывающее разработку и работу реактора, было опубликовано в журнале. Труды Национальной академии наук .
Исследования по «новому» извлечению лития
Команда Университета Райса создала электрохимический реактор способен извлекать почти весь литий, присутствующий в геотермальных водах. Этот результат является экстраординарным, учитывая, что современные методы добычи часто неэффективны и вредны для окружающей среды. Реактор решает одну из основных проблем при извлечении лития из геотермальных рассолов: наличие других химических элементов с аналогичными размерами и ионными зарядами (таких как магний, кальций, натрий и калий). Кроме того, эти геотермальные «рассолы» часто содержат ионы хлорида, которые могут превращаться в высокотоксичный газообразный хлор в ходе традиционных электрохимических процессов.
Как работает новый реактор
Устройство состоит из трех камер, разделенных литий-ионопроводящей керамической мембраной (LICGC)., материал, обычно используемый в литий-ионных батареях. Эта мембрана доказала свою эффективность, пропуская только ионы лития, блокируя другие химические элементы и, в частности, потенциально вредные ионы хлорида. Результат впечатляет: Реактор не только резко ограничивает производство газообразного хлора, но и достигает степени чистоты лития 97,5%.
Одна из наиболее многообещающих особенностей этой технологии. заключается в уменьшении воздействия на окружающую среду. Традиционная экстракция лития для этого часто требуется большое количество воды, и он может нанести значительный ущерб местным экосистемам. Однако в новом реакторе используется гораздо более чистый и эффективный процесс. Возможность извлечения лития из геотермальных источников открывает новые перспективы для более устойчивого производства. Геотермальные воды уже используются для производства возобновляемой энергии, а добавление добычи лития могло бы сделать эти установки еще более эффективный с ресурсной точки зрения.
«Геотермальная» добыча лития: почему это важно
Потенциал этой технологии глобальный. В ЕвропаНапример, реализуется несколько проектов по извлечению лития из геотермальных источников. В Корнуолле, в Великобритания, Корниш Литий исследует возможность добычи лития из геотермальных вод, находящихся в недрах гранитных пород региона. В Germania, компания Вулкан Энергия планирует добыть 40.000 2025 тонн геотермального гидроксида лития в долине Рейна к XNUMX году, количество, достаточное для питания батарей примерно на один миллион автомобилей в год.
Будущие вызовы и перспективы
Несмотря на многообещающие результаты, по-прежнему существуют проблемы, требующие решения. В ходе испытаний исследователи заметили скопление ионов натрия на мембране LICGC, что может повлиять на эффективность реактора в долгосрочной перспективе. В настоящее время изучаются стратегии решения этой проблемы, такие как снижение содержания натрия в рассоле перед реакцией или разработка специальных покрытий для мембраны. Коммерциализация этой технологии может оказать существенное влияние на литиевый рынок. Ожидается, что к 2030 году спрос на литий-ионные аккумуляторы вырастет в семь раз., обусловленный в первую очередь внедрением электромобилей. Более эффективный и устойчивый источник лития может иметь решающее значение для удовлетворения этого растущего спроса.
