Nova tehnika za ekološku ekstrakciju litija

Litij je najlakši od svih poznatih metala, a njegova primjena je vrlo široka, pa je još uvijek gotovo nezamjenjiv u industriji baterija, kao sol u organskim sintezama, metalurgiji, analitičkoj kemiji a koristi se i u medicini za suzbijanje maničnog i depresivnog ponašanja.

Litij se u prirodi može pronaći u tvrdim mineralnim rudama, no češće se ekstrahira iz slane podzemne vode, a taj bi proces uskoro mogao biti znatno brži i ekološki prihvatljiviji, zahvaljujući novoj tehnici ekstrakcije na temelju žice.

Postojećim tehnologijama se slana otopina bogata litijem mora upumpavati u umjetna jezera, gdje se ostavlja odstajati od nekoliko mjeseci do nekoliko godina. Tijekom tog razdoblja voda isparava u atmosferu, ostavljajući za sobom koncentrirane soli iz kojih se potom izvlači litij.

Osim što traje dugo, ovaj proces zahtijeva velika područja za bazene za isparavanje, a kako bi tako velike operacije bile ekonomski isplative, većina njih mora biti smještena na mjesta koja imaju velika i izdašna podzemna ležišta litijeve slane vode. Ta mjesta također moraju imati sušnu klimu koja potiče isparavanje.

Profesor građevinskog inženjerstva i inženjerstva okoliša Z. Jason Ren, studentica diplomskog studija građevinarstva i inženjerstva okoliša Meiqi Yang i njihovi kolege sa Sveučilišta Princeton, osmislili su novi proces ekstrakcije litija. Daje upotrebljiv litij za manje od mjesec dana, zauzima oko 10% zemlje u odnosu na postojeće bazene i isplati se koristiti na raznim lokacijama gdje su prisutne čak i skromne količine litijeve slane vode.

Tehnika uključuje žice izrađene od jeftinih upredenih celuloznih vlakana. Svako od tih poroznih vlakana ima hidrofilnu jezgru koja privlači vodu, okruženu hidrofobnom površinom koja odbija vodu.

Nizovi tih žica obješeni su preko rezervoara ispunjenih slanom vodom, s donjim krajem svake žice uronjenim u tekućinu. Kapilarno djelovanje povlači tekućinu uz jezgru vlakana, dok površine tih vlakana guraju tekućinu u zrak gdje njezin sadržaj vode brzo isparava.

Kao rezultat toga, svaka žica završi prekrivena kristalima litijeva klorida i natrijeva klorida koji se mogu prikupljati ručno, a litij i natrij nisu pomiješani.

Budući da su litijeve soli vrlo topive, kristaliziraju se prema vrhu svake žice, dok se manje topljive natrijeve soli kristaliziraju prema dnu.

Znanstvenici su već demonstrirali postavu od 100 žica i sada rade na povećanju učinkovitosti tehnike. Također su osnovali spinoff tvrtku, PureLi Inc, kako bi komercijalizirali tehnologiju.

Rad o istraživanju objavljen u časopisu Nature Water možete pronaći na ovoj poveznici.