Wetenschappers ontwikkelen ‘goedkope en gemakkelijke’ manier om lithium uit zeewater te halen

Om dit probleem aan te pakken, experimenteerde het team onder leiding van Zhiping Lai met een voorheen ongebruikte methode voor het extraheren van lithiumionen. Ze gebruikten een elektrochemische cel met daarin een keramisch membraan gemaakt van lithiumlanthaan-titaanoxide (LLTO).

Bij een laken Gepubliceerd in het tijdschrift Energie- en milieuwetenschappenDe onderzoekers legden uit dat de kristalstructuur van het membraan gaten bevat die breed genoeg zijn om lithiumionen door te laten en grotere metaalionen te blokkeren.

Aan de andere kant bevat de cel zelf drie compartimenten. Zeewater stroomt in een centrale voedingskamer, waar de positieve lithiumionen door het LLTO-membraan in een zijkamer gaan die een diëlektrische oplossing en een platina-ruthenium-gecoate koperkathode bevat. Tegelijkertijd verlaten negatieve ionen de voedingskamer via een standaard anionenuitwisselingsmembraan, waarbij ze door een derde kamer gaan die natriumchloride-oplossing en een platina-rutheniumanode bevat.

Lay en zijn groep testten het systeem met zeewater uit de Rode Zee. Bij een spanning van 3,25 V genereert de cel waterstofgas aan de kathode en chloorgas aan de anode. Hierdoor wordt lithium over het LLTO-membraan getransporteerd, waar het zich ophoopt in de laterale kamer. Dit lithiumrijke water wordt vervolgens de grondstof voor nog vier verwerkingscycli, waarbij uiteindelijk een concentratie van meer dan 9.000 ppm wordt bereikt.

Om het eindproduct zuiver genoeg te maken dat het voldoet aan batterij fabrikantenVervolgens pasten de wetenschappers de pH van de oplossing aan om vast lithiumfosfaat te leveren dat slechts sporen van andere metaalionen bevat.

Volgens de onderzoekers zou de cel waarschijnlijk $ 5 aan elektriciteit nodig hebben om één kilogram lithium uit zeewater te halen. Dit betekent dat de waarde van waterstof Het door de cel geproduceerde chloor zou uiteindelijk de energiekosten gelijk maken, en het resterende zeewater zou ook in ontziltingsinstallaties kunnen worden gebruikt om zoet water te leveren.