A geotermikus forrásokban található sós vizekből 97,5 százalékos tisztaságú lítium nyerhető ki – ennek teljesítésére fejlesztettek ki egy elektrokémiai reaktort, ami nagyon ígéretes a megújuló energia tárolása és az elektromos járművek akkumulátorainak alapanyag-ellátása terén.
Az amerikai Rice Egyetem kutatói új, elektrokémiai reaktort fejlesztettek ki, ami képes a geotermikus forrásokban található sós vizekből 97,5%-os tisztaságú lítiumot kinyerni. Az innovatív technológiát a Lisa Biswal és Haotian Wang vezette kutatócsoport dolgozta ki, abban a reményben, hogy átírja a megújuló energia tárolásának szabályait és új lehetőségeket nyit az elektromos járművek akkumulátorainak alapanyag-ellátásában.
A lítium, ami az akkumulátorok egyik legfőbb alapanyaga, kulcsszerepet játszik a megújuló energiák tárolásában és az elektromos autók fejlesztésében. A hagyományos lítiumleválasztó módszerek magas energiaigényűek és nehezen különítik el a lítiumot a hasonló tulajdonságokkal rendelkező ionoktól, például a nátriumtól, a káliumtól vagy a kalciumtól.
A természetes sós oldatok – például a geotermikus forrásokban található sós víz – ígéretes nyersanyagforrások, mivel nagy mennyiségű lítiumot tartalmaznak. A hasonló méretű és töltésű ionok elkülönítése miatt ugyanakkor eddig komoly kihívást jelentett a hatékony kinyerésük. A hagyományos eljárások ráadásul klórgáz termelésével is járnak, ami további biztonsági kockázatot jelent.
A tanulmány szerint a mérnöki csapat egy háromkamrás reaktort fejlesztett ki, ami hatékonyabban és biztonságosabban képes kinyerni a lítiumot a sós forrásokból. A reaktor középső kamrájában található porózus szilárd elektrolit olyan, mint egy összefonódó autópálya-hálózat, ami az ionok áramlását irányítja, miközben meggátolja a nem kívánt reakciókat. Eközben egy membrán megakadályozza a kloridionok bejutását az elektróda területére (ahol klórgáz képződne), így a folyamat biztonságosabbá és környezetbarátabbá válik.
A reaktor másik oldalán található, lítiumion-vezető üveg-kerámia (LICGC) membrán csak a lítiumionokat engedi át, miközben blokkolja a többi iont. A LICGC membrán különleges vezetőképessége és szelektivitása lehetővé teszi a lítium magas hatásfokú kinyerését, miközben minimalizálja a káros ionok interferenciáját.
A kísérletek során a reaktor 97,5 százalékos tisztaságú lítiumot állított elő, ami a sós forrásokból történő kinyerés során különösen fontos, lítium-hidroxid előállításához, ami az akkumulátorok gyártásának alapanyaga.
A kutatók egy problémát is feltártak: a nátriumionok felhalmozódhatnak a LICGC membrán felszínén, akadályozva a lítium áthaladását és növelve az energiafelhasználást. Ezt a problémát alacsonyabb árammal részben megoldhatják, de további kutatások szükségesek a hatékonyság optimalizálására, például speciális bevonatok vagy áramimpulzusok alkalmazásával – írták a kutatók.
Az új technológia nemcsak a megújuló energiához szükséges lítiumforrásokat biztosíthatja, de egy tisztább és hatékonyabb kinyerési eljárást is kínál a geotermikus forrásokból származó lítiumhoz, ami elősegítheti a környezetbarát akkumulátorgyártást és az elektromobilitás további fejlődését.
Címlapkép: jcomp - Freepik
Normalizálódott a magyarországi villamosenergia-rendszer erőművi teljesítménye, ezért a MAVIR Magyar Villamosenergia-ipari Átviteli Rendszerirányító Zrt. visszavonta a krízishelyzet besorolást.