Учёные создали энергоэффективную мембрану для фильтрации лития
Учёные из Университета Райса разработали новую мембрану, которая способна эффективно фильтровать литий из рассолов, предлагая более быстрый и экологичный метод производства этого ключевого для аккумуляторов элемента. Согласно исследованию, мембрана демонстрирует одну из самых высоких степеней селективности по литию среди аналогичных технологий, потребляя при этом значительно меньше энергии. Этот метод может стать альтернативой традиционному способу добычи лития, который в настоящее время в основном осуществляется из соляных рассолов с использованием обширных испарительных прудов и большого количества химикатов. Такой процесс является медленным, наносит ущерб окружающей среде и требует много воды в засушливых регионах.
Новая технология основана на процессе электродиализа. При подаче электрического тока ионы лития проходят через специальную мембрану, в то время как другие распространённые элементы, такие как натрий, кальций и магний, задерживаются. Ключевая инновация заключается в конструкции мембраны: исследователи внедрили в её структуру наночастицы оксида титана лития, кристаллическая решётка которого имеет идеальный размер для прохождения именно ионов лития. Для обеспечения равномерного распределения и отсутствия дефектов наночастицы были модифицированы аминогруппами, что позволило им образовать прочный и однородный композитный слой.
Важной особенностью данной разработки является её универсальность. Конструкция мембраны состоит из трёх независимо оптимизируемых слоёв, что позволяет адаптировать технологию для извлечения других ценных минералов, таких как кобальт и никель. Кроме того, мембрана продемонстрировала высокую долговечность в ходе двухнедельных испытаний в системе электродиализа без значительной потери производительности. Исследователи подчёркивают, что разработанная платформа совместима с существующими промышленными системами и имеет потенциал для масштабирования, что открывает путь к её практическому применению для устойчивого получения ресурсов, необходимых для производства аккумуляторов.
Результаты работы были опубликованы в научном журнале .