Staiga tapo aukso vertės. Tai, kas buvo nurašyta, gali sudrebinti rinką (Foto) ()
„Šis atradimas buvo savotiškas atsitiktinumas laboratorijoje“, – sakė J. Kamcevas. „Iš pradžių mes to tikrai nesupratome.“
© Oton Barros (DSR/OBT/INPE), Coordenação-Geral de Observação da Terra/INPE, http://www.dsr.inpe.br, CC BY-SA 2.0 | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lithium_mine_at_Bolivia%C2%B4s_Uyuni_Salt_
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Paprastas laboratorinis eksperimentas Mičigano universitete atskleidė netikėtą būdą išgauti litį iš sūrymų, kurie ilgai buvo laikomi neekonomiškais.
Šis atradimas galėtų atverti didžiulius ličio išteklius, įstrigusius vandenyse, ir pasiūlyti tvaresnį būdą patenkinti augančią baterijų, elektrinių transporto priemonių ir atsinaujinančios energijos sistemų paklausą.
Ličio tiekimas jau susiduria su didėjančiomis problemomis. Išgavimas iš kietųjų uolienų išlieka brangus ir kenkia aplinkai, o įprasta gavyba priklauso nuo didžiulių garinamų tvenkinių, kurie naudoja žemę ir vandenį.
Nors sūrymuose yra daugiau nei pusė pasaulio ličio, didžioji dalis lieka nenaudojama, nes didelis magnio kiekis apsunkina gavybą.
|
„Kai kuriuose natūraliuose sūrymuose įprastas metodas nėra ekonomiškas, todėl žmonės nenaudoja šio ištekliaus“, – teigė Jovanas Kamcevas, chemijos inžinerijos docentas ir žurnale „Nature Chemical Engineering“ paskelbto tyrimo autorius.
Ličio turtingi sūrymai natūraliai susidaro sūriuose ežeruose arba požeminiuose rezervuaruose po išdžiūvusiais ežerų dugnais. Gamintojai paprastai pumpuoja sūrymą į negilius tvenkinius ir pasikliauja saulės šviesa, kad išgarintų vandenį.
Didėjant druskingumui, druskos kristalizuojasi, o cheminės medžiagos padeda izoliuoti litį. Magnis sutrikdo šį procesą. Dėl jo cheminio panašumo į litį abu elementai garavimo metu kartu sudaro kietas medžiagas. Kai magnio koncentracija pakyla daugiau nei šešis kartus virš ličio lygio, operatoriai turi pridėti papildomų cheminių medžiagų, kad jį pašalintų.
Tai padidina išlaidas ir sukuria daugiau atliekų.
Dėl šio iššūkio dauguma magnio turtingų sūrymų atitinka žemos kokybės ličio gavybai reikalavimus. O gamyba sutelkta keliose Pietų Amerikos druskos lygumose ir kietųjų uolienų kasyklose. „S&P Global“ apskaičiavo, kad iki 2029 m. ličio paklausa gali viršyti esamas tiekimo galimybes.
Mičigano komanda atrado naują metodą, bandydama elektrodializei skirtas membranas. Užuot naudoję elektrą, tyrėjai vienoje neigiamai įkrautos membranos pusėje pripylė gryno vandens, o kitoje – sūrymo. Ličio jonai pateko į gryną vandenį. Magnis liko.
„Ši atskyrimo strategija gali išgauti litį be daug vandens reikalaujančių veiksmų, kurie kelia susirūpinimą dėl tvarumo dabartinėse technologijose“, – sakė Lisby Santiago-Pagán, doktorantė ir tyrimo bendraautorė.
Toks procesas nustebino komandą. Tradicinėje elektrodializėje magnis turėtų judėti greičiau, nes jis turi stipresnį teigiamą krūvį. „Šis atradimas buvo savotiškas atsitiktinumas laboratorijoje“, – sakė J. Kamcevas. „Iš pradžių mes to tikrai nesupratome.“
Paaiškinimas slypi krūvio balanse.
Chlorido jonai difunduoja per membraną, o ličio jonai seka paskui juos, kad subalansuotų krūvį. Vietoj to, magnis stipriai jungiasi prie membranos neigiamų krūvių ir įstringa. Kai į sistemą paleidžiama elektra, magnis įgyja pakankamai energijos, kad prasiskverbtų ir užterštų tirpalą.
Šis metodas negali atskirti ličio nuo jonų, turinčių tą patį krūvį, pavyzdžiui, natrio.
Tyrėjai siūlo jį derinti su garinimu, selektyviais adsorbentais arba ličio nusodinimo cheminėmis medžiagomis.
„Kitas žingsnis – atlikti proceso ir technologinę bei ekonominę analizę, kad pamatytų, kokie procesai iš tikrųjų gali veikti kartu“, – teigė doktorantas ir bendraautoris Harshas Patelas.
Komanda pateikė paraišką patentinei apsaugai ir ieško pramonės partnerių, kad ši technologija patektų į rinką.
