Litijum iz morske vode
U svetu već traje prava jagma za sirovinama koje imaju važno mesto u tehnologijama budućnosti, posebno litijumom, čija je cena eksplodirala na tržištu, a po svoj prilici rašće i ubuduće, s obzirom na procene da će veća potražnja uzrokovati deficit litijuma na globalnom tržištu pre kraja decenije. Naučnici traže alternativna rešenja za dobijanje ove ključne komponente baterija za električna vozila i elektroniku široke potrošnje, ali će istraživanja po svoj prilici potrajati. (Foto: roskill.com)
Istraživači Univerziteta za nauku i tehnologiju Kralj Abdulah, iz Saudijske Arabije u svom nedavno objavljenom naučnom radu ukazali su na to da su pronašli ekonomski održiv sistem za dobijanje litijuma visoke čistoće iz morske vode.
Prethodni pokušaji da se litijum izdvoji iz smese koju tvori zajedno sa natrijumom, magnezijumom i kalijumom u morskoj vodi dali su nezadovoljavajuće rezultate, bez obzira na to što morska voda sadrži 5.000 puta više litijuma od koncentracije koja se može sresti kada se ekstrahuje iz zemlje.
Da bi se pozabavio ovim problemom, tim saudijskog Univerziteta koji je vodio profesor hemijskog inžinjeringa Džiping Lai (Zhiping Lai) isprobao je metodu koja nikada ranije nije korišćena za ekstrakciju litijumovih jona. Upotrebljena je elektrohemijska ćelija koja sadrži keramičku membranu napravljenu od litijum-lantanovog titan-oksida (LLTO). Ova membrana filtrira litijum i ostavlja veće koncentracije natrijumovih, magnezijumovih i kalijumovih jona.
Istraživači iz Saudijske Arabije smatraju da su pronašli ekonomski održiv sistem za dobijanje litijuma visoke čistoće iz morske vode. (Izvor: roskill.com)
U radu objavljenom u časopisu Energy & Environmental Science, istraživači objašnjavaju da kristalna struktura membrane sadrži rupe dovoljno široke da propuste litijumove jone dok blokiraju veće metalne jone.
Lai i njegova grupa testirali su sistem koristeći morsku vodu iz Crvenog mora. Pod naponom od 3,25 volti, ćelija stvara gas vodonika na katodi i gas hlora na anodi. Ovo pokreće transport litijuma kroz LLTO membranu, gde se akumulira u bočnoj komori. Ta voda obogaćena litijumom postaje sirovina za još četiri ciklusa prerade, da bi na kraju dostigla koncentraciju veću od 9.000 ppm,odnosno milionitih delova čestice.
Da bi konačni proizvod bio dovoljno čist i zadovoljio zahteve proizvođača litijum-jonskih baterija, naučnici su zatim radili na određivanju pH vrednosti rastvora da bi se stvorili osnovi za dobijanje čvrstog litijum-fosfata sa neznatno zastupljenim tragovima drugih metalnih jona.
Okvirna procena istraživača je da će najverovatnije biti potreban utrošak električne energije u vrednosti od 5 dolara za dobijanje jednog kilograma litijuma iz morske vode. To znači da bi vrednost vodonika i hlora koje ćelija proizvodi na kraju nadoknadila troškove energije, dok bi se preostala morska voda takođe mogla koristiti u postrojenjima za desalinizaciju za obezbeđivanje slatke vode.
Analitičari naučnog rada dovode u pitanje ključne elemente eksperimenta, tvrdeći da je proces teško održiv u praksi. (Izvor: Samotech.com)
Istraživanje koje privlači pažnju
Izveštaj naučnika sa Univerziteta za nauku i tehnologiju Kralj Abdulah, izazvao je pažnju međunarodne kompanije za istraživanje tržišta Roskill, sa sedištem u Londonu, koja je 7. juna objavila analizu sa svojim viđenjem te studije.
U Roskill-u smatraju da je predlog zanimljiv, posebno tvrdnje koje se odnose na komercijalnu održivost predloženog postupka, koji koristi elektrohemijsku ćeliju sa keramičkom membranom.
Problem je ipak to što je ta membrana korišćena u eksperimentu suviše krhka.
U analizi objavljenoj na sajtu ove međunarodne kompanije za istraživanje tržišta se naime navodi da je keramička membrana koju su koristili naučnici saudijskog Univerziteta imala prečnik od 20 milimetara, debljine od 55 mm, a da bi povećanje tako tanke membrane, što je presudno za uspeh procesa, moglo da bude prepreka za operacije komercijalnih razmera.
Analitičari takođe ističu da uzorak morske vode iz Crvenog mora, zbog svog velikog salaniteta, ne može biti reprezentativan za vodu koja bi se koristila iz mnogih drugih mora i okeana.
Uprkos ovim zapažanjima, u Roskill-u veruju da bi postupak za proizvodnju litijum-fosfata iz salamure dobijene morskom vodom koja sadrži 0,9 odsto litijuma, mogao imati i druge primene.
Iako morska voda predstavlja potencijalni novi izvor litijuma, proces može da pruži značajniji doprinos ukoliko bi se koristio za prečišćavanje i nadogradnju litijumskog rastvora veće koncentracije dobijenog iz kontinentalnih ili geotermalnih izvora.
U ovoj analizi naučnog postupka se ipak navodi da bi mogućnost dobijanja litijum-fosfata visoke čistoće sa malim sadržajem magnezijuma, natrijuma i drugih primesa omogućila da proizvodi iz nekoliko izvora slane vode budu održivi za upotrebu u aplikacijama litijum-jonskih baterija i mogla bi smanjiti potrebu za nadogradnjom jedinjenja litijuma koristeći postojeće skupe procese.
