Ученые из США разработали электрическую технологию извлечения лития с эффективностью 92% и сокращением выбросов на 75%:
Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали электрохимический метод извлечения лития из руды.
В этом процессе используются электрический ток и перекись водорода, и он может произвести революцию в производстве лития и способствовать развитию электромобилей и портативных электронных устройств.
«Мы действительно считаем, что это революция», — сказал Фэйфей Ши, доцент кафедры энергетики в Университете штата Пенсильвания и ведущий научный сотрудник проекта.
«Электрохимия откроет двери для множества интересных междисциплинарных исследований в области добычи полезных ископаемых и переработки полезных ископаемых».
Новое исследование подчеркивает потенциал этого нового метода
«Существует два распространенных способа добычи лития: из крупных соленых озер или из литиевой руды, залегающей в скальных образованиях», — сообщили исследователи в пресс-релизе.
«В настоящее время 70 процентов лития добывается из рассолов из-за их низкой стоимости, но оба варианта имеют существенные побочные эффекты».
Извлечение рассола подразумевает испарение крупных соляных озер для отделения литиевых солей. Хотя этот процесс экономически эффективен, он отнимает много времени и может серьезно повредить окружающую среду, оставляя бесплодную почву неспособной поддерживать жизнь растений.
Между тем, выщелачивание руды использует сильные кислоты и высокие температуры для извлечения лития из горных пород. Однако экстремальная жара требует значительного потребления энергии.
«Во-первых, просто подумайте о том, какая мощная инфраструктура необходима для ежедневного выдерживания этой жары. Это дорого и потенциально опасно для рабочих», — сказал Ши.
«Во-вторых, мы не можем ставить под угрозу окружающую среду только ради производства лития. Потенциал более устойчивого способа создания электромобилей может стать мультипликатором и помочь нам достичь нулевых выбросов».
Электрохимический подход, разработанный командой Ши, устраняет необходимость в высоких температурах, давлении и концентрированных химикатах.
Электрохимический подход повышает эффективность и устойчивость
Приложив электрическое поле к минералу сподумену, исследователи смогли эффективно извлечь ионы лития без побочных эффектов, связанных с традиционными методами.
«Чтобы извлечь литий из рассола, нужно дождаться, пока вода медленно испарится, нельзя контролировать скорость образования соли, и можно производить больше соли, только увеличивая площадь поверхности, а значит, больше соляных прудов и больше неблагоприятных последствий», — пояснил Ши.
«Однако с помощью нашего метода мы можем добавлять столько сподумена, сколько нужно, и просто увеличивать электрический ток, чтобы вызвать или ускорить реакцию выщелачивания».
Исследователи достигли эффективности экстракции 92,2%, что сопоставимо с традиционными методами, при этом значительно сократив время обработки и исключив необходимость дополнительных этапов очистки.
Более того, по оценкам, электрохимический процесс позволит снизить затраты на 35,6% и сократить выбросы CO2 на 75,3% по сравнению с существующей практикой.
«Одним из ключевых факторов экономии затрат и сокращения выбросов является то, что наш метод использует только электроэнергию и является очень эффективным, в отличие от существующего метода, который использует как электроэнергию, так и природный газ в качестве источника энергии», — сказал Чжэнь Лэй, соавтор исследования.
Будущие исследования и их последствия
Первоначально основное внимание в исследовании уделялось процессу извлечения, однако сейчас группа работает над разработкой электрохимического метода селективного извлечения лития в твердые прекурсоры, пригодные для непосредственного промышленного использования.
Исследователи полагают, что это достижение может трансформировать литиевую промышленность и проложить путь к более устойчивым методам переработки полезных ископаемых.
При дальнейших исследованиях и разработках этот электрохимический метод может способствовать широкому внедрению электромобилей и других технологий чистой энергии.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения