Исследователи из Научно-технологического университета короля Абдаллы (Саудовская Аравия) разработали решение для добычи из морской воды дешёвого лития с высокой чистотой. Метод добычи важнейшего компонента аккумуляторов намного эффективнее всех, используемых в промышленности.
Ранее попытки добывать литий из смеси металлов, содержащейся в морской воде, давали скромные результаты. Хотя она содержит в 5000 раз больше лития, чем можно в среднем обнаружить в земной коре, его концентрация составляет всего 0,2 части на миллион (0,0002 %).
Для того чтобы добыть металл, учёные использовали инновационный метод с применением керамической мембраны из оксидов металлов (LLTO). В исследовании, опубликованном в журнале Energy & Environmental Science они заявили, что кристаллическая структура мембраны содержит достаточно большие отверстия для того, чтобы пропускать ионы лития, при этом блокируя ионы других металлов.
Сама ячейка представляет собой три камеры, в одной из которых положительно заряженные ионы лития проходят через LLTO-мембраны в другую камеру с буферным раствором и медным катодом, покрытым платиной и рутением. В то же время отрицательно заряженные ионы проходят через стандартную мембрану для фильтрации анионов, попадая в третью камеру с раствором хлорида натрия и платино-рутениевым анодом.
Группа тестировала систему на воде из Красного моря. После электролиза концентрация лития в обогащённом растворе достигает 9000 частей на миллион (0,9 %) и он используется для дальнейшей очистки. Для того, чтобы готовый продукт отвечал стандартам качества, соответствующим запросам производителей аккумуляторов, оптимизировали кислотность раствора для получения твёрдого фосфата лития, содержащего незначительные следы ионов других металлов.
По данным исследователей, расходы на электричество при добыче килограмма лития составят приблизительно 5 долларов. При этом стоимость выделяемых при электролизе водорода и хлора окупят цену энергии, а морскую воду после обработки можно использовать для дальнейшего опреснения.
