Фото: canva
Литий, серебристо-белый металл, являющийся основой аккумуляторов и систем хранения энергии, становится бесценным ресурсом для мира, стремящегося к чистой энергии.
Традиционная добыча рассола предполагает строительство ряда огромных прудов-испарителей для концентрирования лития из солончаков, соленых озер или водоносных горизонтов подземных вод. Процесс может занять от нескольких месяцев до нескольких лет. Эти операции коммерчески жизнеспособны только в нескольких местах по всему миру, где есть достаточно высокие начальные концентрации лития, обилие доступной земли и засушливый климат, позволяющий максимизировать испарение.
Струнная технология гораздо более компактна и позволяет начать производство лития гораздо быстрее. Хотя исследователи предупреждают, что для масштабирования их технологии из лаборатории в промышленные масштабы потребуются дополнительные усилия, по их оценкам, это может сократить количество земли, необходимой для добычи более чем на 90%, и может ускорить процесс испарения более чем на 20% по сравнению с традиционными прудами-испарителями, что потенциально позволяет получить литий менее чем за один месяц.
Суть метода представляет собой набор пористых волокон, скрученных в нити, которые исследователи разработали так, чтобы они имели водоотталкивающую сердцевину и водоотталкивающую поверхность. Когда концы струн-нитей окунаются в раствор соленой воды, вода поднимается по струнам за счет капиллярного действия — того же процесса, который используют деревья для перекачки воды от корней к листьям.
Вода быстро испаряется с поверхности каждой струны, оставляя после себя ионы солей, такие как натрий и литий. По мере того как вода продолжает испаряться, соли становятся все более концентрированными и в конечном итоге образуют на струнах кристаллы хлорида натрия и хлорида лития, что упрощает сбор необходимого лития.
Этот метод также позволяет разделить литий и натрий, используя их разные физические свойства. Натрий кристаллизуется в нижней части струны, тогда как соли лития кристаллизуются в верхней части. Это естественное разделение позволяет собирать литий и натрий отдельно, без использования химических процессов.
Также метод может открыть доступ к новым источникам лития, включая заброшенные нефтяные и газовые скважины и геотермальные рассолы, которые ранее были невыгодными для добычи. Исследователи также изучают возможность извлечения лития из морской воды.
Такой подход, считают ученые, может иметь критическое значение для обеспечения доступа к литию, что сейчас является ключевым фактором для развития чистой энергетики и борьбы с изменением климата. Экологическая эффективность этого метода и его потенциал для революции в энергетической отрасли делают его многообещающим шагом к более устойчивому будущему.
