Исследователи из университета ИТМО вместе с коллегами из Национального университета Сингапура и Гуандунского технологического университета (Китай) создали инновационную мембрану, которая позволяет извлекать литий из переработанных литий‑ионных аккумуляторов с эффективностью до 98%.
В статье, опубликованной в журнале ACS Nano, ученые рассказали, что новая технология может сократить вредное воздействие на природу и уже начинает внедряться на промышленной площадке в Сингапуре.
Литий — ключевой элемент «зеленой» энергетики, используемый в электромобилях, смартфонах, солнечных и ветровых электростанциях. Однако традиционные методы добычи, основанные на извлечении металла из подземных рассолов, приводят к загрязнению водных ресурсов и большому расходу энергии.
Поэтому ученые ищут экологичные способы переработки использованных батарей. Разработанная мембрана на основе максена и целлюлозы способна избирательно извлекать именно ионы лития, не затрагивая магний, натрий или калий.
Максен (MXene) — это двумерный проводящий материал на основе титана, азота и углерода, а целлюлоза обеспечивает регулируемую структуру наноканалов: при нагреве или охлаждении ее свойства изменяются, что позволяет контролировать процесс сорбции. Таким образом, можно буквально «настраивать» материал на селективное выделение лития.
Процесс энергоэффективен — управляется электрическим нагревом и не требует больших энергетических затрат. По данным расчетов, проведенных научно‑образовательным центром инфохимии ИТМО, мембрана извлекает до 90% лития из соленых растворов и до 98% — из рассолов, полученных после переработки аккумуляторов.
Эффективность метода сопоставима с добычей лития из твердых минералов, но при этом он намного безопаснее для экосистемы. Разработка открывает путь к созданию новой отрасли экологической переработки аккумуляторов и может стать основой для масштабного производства материалов для «зеленых» технологий будущего.
Ранее Наука Mail сообщала, что российские химики предложили экологичный способ добычи катализаторов для создания топлива.
