Спрос на литий стремительно растет на фоне глобального перехода автомобильных брендов на производство электрокаров. Однако традиционные методы получения этого металла остаются медленными и наносят серьезный ущерб экологии. Американские инженеры предложили технологию, которая совершит революцию в отрасли.
Исследователи из Колумбийского университета в США представили метод селективной экстракции со сменяемым растворителем (S3E). Подробное описание новой технологии опубликовано в статье журнала Joule.
Разработка позволяет быстро извлекать литий напрямую из соленых подземных вод, минуя долгие промежуточные стадии. На фоне роста популярности «зеленого» транспорта экологическая чистота поставок сырья становится главным приоритетом для мировых технологических гигантов.
Революция в пустыне
Традиционный способ получения лития, на который приходится около 40% мировых запасов, основан на выпаривании соленой воды под солнцем. Производители закачивают рассол в гигантские открытые бассейны, где он отстаивается месяцами или даже годами. Такой подход требует колоссальных площадей земли и огромного количества воды в засушливых регионах. Это делает классическую добычу невозможной в густонаселенных или влажных районах планеты, где также присутствуют богатые литием подземные источники.
Новый метод S3E полностью решает эту проблему благодаря использованию специального термочувствительного растворителя. При обычной комнатной температуре это вещество активно вбирает в себя ионы лития и молекулы воды из природного рассола. При последующем умеренном нагревании растворитель высвобождает чистый литий и воду, возвращаясь в исходное состояние для следующего цикла. Процесс происходит за считанные часы, а сам состав можно использовать повторно сотни раз практически без потерь.
Во время лабораторных испытаний технология S3E показала выдающуюся избирательность, извлекая литий в 10 раз эффективнее натрия и в 12 раз эффективнее калия. Ученые также успешно справились с очисткой от магния — наиболее опасного и трудноотделимого загрязнителя литиевых рассолов. Его удалось полностью убрать на промежуточном этапе с помощью контролируемого химического осаждения.
Для тестирования системы инженеры создали синтетический рассол, в точности повторяющий состав подземных вод озера Солтон-Си в Калифорнии. Эксперты считают, что запасов этой геотермальной зоны достаточно для производства 375 миллионов тяговых батарей. Всего за четыре пилотных цикла ученые извлекли почти 40% лития из тестового объема, доказав жизнеспособность концепта. Технология легко масштабируется и может работать на дешевом тепле от промышленных отходов или солнечных коллекторов.
Ранее в США в горах Аппалачи специалисты сообщили об обнаружении огромных запасов лития, которых хватит на производство миллиона электромобилей.
