Nowa-stara forma do pozyskiwania litu
Metody pozyskiwania litu, powszechnie stosowanego materiału do produkcji akumulatorów i baterii, są dalekie od ekologicznych. Wymagają one użycia ogromnych ilości kwasu do stopienia wypalonej rudy spodumenu lub ogromnych basenów solankowych, z których wydobywa się miliony galonów słonej wody z głębi ziemi, a następnie pozostawia do wyschnięcia na słońcu.
Grupa amerykańskich naukowców postanowiła znaleźć ekologiczną alternatywę w postaci interkalacji elektrochemicznej. Jest to powszechnie stosowana metoda w dziedzinie akumulatorów i superkondensatorów, polegająca na tym, że naukowcy podają prąd elektryczny w celu wprowadzenia jonów między warstwy innego materiału.
Wykorzystanie tej techniki do wydobywania materiałów z wody pozwala na tworzenie filtrów z wymuszonym przepływem, w których prądy elektryczne przeciągają naładowane jony litu przez mikroskopijne kanały. Jednak kanały, przez które przechodzą jony litu, przepuszczają również inne jony, w tym znacznie bardziej powszechny jon sodu.
Ekologiczne rozwiązanie
Badania wykazały, że ścieżki jonowe, którymi lit przepływa przez materiał warstwowy, są regulowane przez wzajemne oddziaływanie dwóch sił. Nowa metoda opiera się na dwóch reakcjach. Pierwszą jest sama interkalacja, wywołana przez naukowców za pomocą prądu, który wprowadza jony między warstwy. Drugą jest wymiana jonowa, podczas której konkurujące ze sobą jony sodu i litu osiągają równowagę.
Równowaga ustala się we własnym tempie, ale naukowcy mogą określić, jak szybko wpompowują jony. Oznacza to, że mogą ustawić "prędkość" pierwszej reakcji na jedną z trzech opcji: szybszą, wolniejszą lub taką samą jak prędkość drugiej reakcji, jak podano w komunikacie. Naukowcy wykazali, że powolne wprowadzanie jonów i znalezienie idealnej wielkości cząstek umożliwiło tę odwracalność. Zdaniem naukowców stanowi to zarówno postęp w dziedzinie nauk ścisłych, jak i krok naprzód w kierunku opracowania nowych, praktycznych technik wydobycia litu do powszechnych baterii w bardziej ekologiczny sposób.
