З поширенням літієвих акумуляторів попит на цей найлегший метал різко зріс і продовжує збільшуватися, в тому числі внаслідок активної електрифікації транспорту. Розв’язати питання з поставками цієї незамінної для виробництва батарей речовини здатна система, запропонована вченими з саудівського Науково-технологічного університету імені короля Абдалли.
Вони розробили установку, що дозволяє дешево отримувати літій з морської води. За заявою дослідників, в океанах його приблизно в 5000 разів більше, ніж в наземних родовищах. Додатковими продуктами цього процесу є газоподібні водень і хлор, а також опріснення вода.
Основний компонент розробки – електрохімічний елемент, розділений мембранами на три відсіки. Через середній циркулює морська вода. Друга камера заповнена буферним розчином і містить мідний катод з каталітичним покриттям із платини і рутенію. Від першого відсіку її відділяє керамічна мембрана з оксиду літію-лантану-титану (LLTO) з порами, які пропускають катіони літію, але не дають проходити більшим іонам металів. Водночас негативні іони з морської води можуть переходити через аніонообмінну мембрану в третє відділення, де знаходиться платино-рутенієвий анод.
Коли на електрохімічний елемент подається струм, літій починає збиратися в другому відсіку, притягаючи через LLTO-мембрани до катода, на якому при цьому виділяється водень, а на аноді утворюється газоподібний хлор. Якщо у звичайній морській воді концентрація літію становить близько 0,2 частин на мільйон (ppm), то після п’яти 20-годинних циклів роботи установки його вміст в буферному розчині досягає 9000 ppm. Після центрифугування, промивання і просушування цієї рідини виходить порошок фосфату літію з чистотою 99,94%, що робить його придатним для виробництва акумуляторів.
Як повідомляють дослідники для видобутку таким чином 1 кг літію потрібно затратити 76,3 кВт • год, що відповідає приблизно 5 доларам США. При цьому також можна зібрати 0,87 кг водню і 31,12 кг хлору. Крім того, після багаторазового пропускання через установку морська вода стає прісною, оскільки її солоність знижується до 500 ppm.
За словами вчених, «незначне зниження продуктивності» LLTO-мембрани спостерігається тільки після 2000 годин експлуатації, а витрати на електроенергію є основною частиною витрат, необхідної для отримання літію новим способом.
Натхнення: ecotechnica.com.ua