دانشمندان چینی اعلام کرده‌اند که روشی پایدار و امیدوارکننده برای استخراج لیتیوم از آب دریا کشف کرده‌اند. این روش، جایگزینی کارآمد در میان تقاضای رو به افزایش برای این فلز کلیدی در فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر ارائه می‌دهد و همزمان تأثیرات زیست‌محیطی را به حداقل می‌رساند.
در حال حاضر، لیتیوم عمدتاً از سنگ‌های سخت مانند اسپودومن یا آب‌های شور طبیعی استخراج می‌شود، که هر دو فرآیندهایی انرژی‌بر و پرهزینه برای محیط زیست هستند. محققان دانشگاه نانجینگ و دانشگاه کالیفرنیا برکلی، دستگاهی برای استخراج و ذخیره‌سازی لیتیوم با کمک تبخیر خورشیدی معرفی کرده‌اند که از نور خورشید برای استخراج و ذخیره لیتیوم از آب شور استفاده می‌کند.
این دستگاه شامل یک تبخیرکننده خورشیدی، لایه ذخیره‌سازی لیتیوم و یک غشای نانوفیلتراسیون است. دستگاه از انرژی خورشیدی برای ایجاد فشار مویینگی بالا در داخل تبخیرکننده استفاده می‌کند که لیتیوم را از طریق غشا به لایه ذخیره هدایت می‌کند.
مطابق با تخمین‌ها، در آب دریا حدود ۲۳۰ میلیارد تن لیتیوم وجود دارد که ۱۶۰۰۰ برابر بیشتر از ذخایر لیتیومی قابل استخراج بر روی خشکی است. اما وجود مقادیر فراوان منیزیم، کلسیم، سدیم و پتاسیم در آب دریا فرآیند جداسازی را پیچیده می‌کند.
غلظت پایین لیتیوم در آب دریا معمولاً نیاز به شیرین‌سازی آب قبل از استخراج دارد، که هزینه کلی این روش را بیش از ۱۰ برابر روش‌های دیگر می‌کند. به دلیل این هزینه‌ها و چالش‌های فنی، استخراج لیتیوم از آب دریا هنوز به منبع اصلی این فلز تبدیل نشده است. با این حال، تحقیقات اخیر ممکن است این وضعیت را تغییر دهد.
تیم تحقیقاتی مذکور، غشای اکسید آلومینیوم را با نانوذرات آلومینیوم اصلاح کردند. آب دریا پس از تابش خورشید و تبخیر از غشا عبور کرده و یون‌های لیتیوم (Li+) از یون‌های دوظرفیتی مانند منیزیم (Mg2+) و کلسیم (Ca2+) جدا می‌شوند. در ادامه‌ی فرآیند، سیلیکای متخلخل که در بالای غشا قرار دارد، نمک‌های لیتیوم جداشده را جمع‌آوری می‌کند. بازیابی لیتیوم از این غشا هم با یک شستشوی ساده با آب حاصل می‌شود. دستگاه معرفی شده، نیاز به استفاده از منبع انرژی خارجی برای فعالیت خود ندارد که آن را از نظر هزینه موثر و سازگار با محیط زیست می‌سازد. همچنین می‌تواند با حوضچه‌های تبخیر موجود ادغام شود و به کاهش هزینه‌های نصب کمک می‌کند.
در آزمایش‌های پایلوت که شامل آب شور شبیه‌سازی شده با کمتر از ۰.۱ درصد کلرید لیتیوم بود، محققان به نرخ‌های استخراج لیتیوم بیش از ۸۰ درصد دست یافتند. قابلیت اقتصادی این روش‌های جدید همچنان نامشخص است. موادی که در این فرآیندها استفاده می‌شوند، مانند نانوذرات آلومینیوم و غشاهای اکسید آلومینیوم آندی، عموماً پرهزینه هستند و ممکن است نیاز به جایگزینی با سایر مواد مقرون‌به‌صرفه داشته باشند.
برای ارجاع به منبع خبر، کلیک نمایید.
- بیشتر بخوانید:
“استخراج لیتیوم از منابع زمین گرمایی، برنده جایزه وزارت انرژی آمریکا“
