Novi elektrokemijski reaktor za ekstrakciju litija

Tim istraživača sa Sveučilišta Rice pod vodstvom Sibani Lise Biswal i Haotiana Wanga razvio je inovativni elektrokemijski reaktor za ekstrakciju litija iz prirodnih slanih otopina, nudeći obećavajući pristup rješavanju rastuće potražnje za litijem koji se koristi u punjivim baterijama.

Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences ima značajan potencijal za pohranu obnovljive energije i električna vozila.

Inženjerski tim Sveučilišta Rice razvio je elektrokemijski reaktor s tri komore koji poboljšava selektivnost i učinkovitost ekstrakcije litija iz slane vode. Za razliku od tradicionalnih metoda, ovaj novi reaktor uvodi srednju komoru koja sadrži porozni kruti elektrolit, koji sprječava neželjene reakcije kontroliranjem protoka iona tijekom prolaska slane otopine.

Membrana za kationsku izmjenu djeluje kao barijera kloridnim ionima, sprječavajući ih da dopru do područja elektrode gdje bi se mogli spojiti u proizvodnju plinovitog klora i time minimizirati opasne nusproizvode.

Ključna komponenta koja omogućuje visoko selektivnu ekstrakciju litija leži u specijaliziranoj litij-ionskoj vodljivoj staklokeramičkoj (LICGC) membrani na drugoj strani elektrolizatora, koja selektivno dopušta prolaz litiju dok blokira druge ione. Visoka ionska vodljivost i selektivnost LICGC membrane ključni su za održavanje učinkovitosti jer značajno smanjuju smetnje drugih iona prisutnih u prirodnim slanim otopinama kao što su kalij, magnezij i kalcij.

Iako se LICGC membrane obično koriste u čvrstim litij-ionskim baterijama, ova primjena za selektivnu ekstrakciju litija predstavlja novu i učinkovitu upotrebu visoke ionske vodljivosti i selektivnosti materijala.

Testni reaktor je postigao impresivne rezultate, uključujući stopu čistoće litija od 97,5%. To znači da bi postrojenje moglo učinkovito odvojiti litij od ostalih iona u slanoj vodi, što je ključno za proizvodnju visokokvalitetnog litijeva hidroksida, važnog materijala za proizvodnju baterija. Osim toga, novi dizajn reaktora značajno je smanjio proizvodnju plinovitog klora, čineći proces sigurnijim i ekološki prihvatljivijim. Istraživači su rekli da ima potencijal "promijeniti igru" ​​u ekstrakciji litija iz izazovnih izvora poput geotermalne slane vode.

Nudeći čišću, učinkovitiju i potencijalno bržu metodu za ekstrakciju litija iz geotermalne slane vode, ovo istraživanje označava važan korak prema osiguravanju stalne opskrbe litijem za tehnologije obnovljive energije.