Lityum elektr avtomobil akkumulyatorlarining asosiy komponenti hisoblanadi, ammo an'anaviy lityum ekstraktsiya usullari yuqori iste'mol va kam energiya kabi ko'plab qiyinchiliklarga duch keladi va lityumni boshqa elementlardan (natriy, kaliy, magniy va kaltsiy kabi) ajratish ham qiyin.
Buyuk Britaniyaning Rays universitetidagi Liza Bisval va Xaotian Vangning tadqiqot guruhi tabiiy tuzli suv eritmalaridan (masalan, tuzli ko'l sho'r suvi) litiyni samarali ajratib oladigan yangi elektrokimyoviy reaktorni ishlab chiqdi.
Tadqiqot guruhining ta'kidlashicha, bu usul nafaqat 97,5% yuqori toza lityum ekstraktsiyasiga erishadi, balki an'anaviy ekstraksiya usullari bilan olib keladigan ekologik xavflarni sezilarli darajada kamaytiradi. Tegishli maqola Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari jurnalining so'nggi sonida chop etilgan (DOI:10.1073/pnas.2410033121).
Ma'lumotlarga ko'ra, Rays muhandislik jamoasi yangi uch kamerali elektrokimyoviy reaktor orqali lityum qazib olishda ko'plab muammolarni hal qildi va sho'r suvdan lityum olishning selektivligi va samaradorligini muvaffaqiyatli oshirdi.
An'anaviy usullardan farqli o'laroq, bu yangi kimyoviy reaktor kiruvchi ion reaktsiyalarini chetlab o'tadigan va xlor kabi zararli yon mahsulotlar ishlab chiqarishni minimallashtiradigan g'ovakli qattiq elektrolitni o'z ichiga olgan oraliq kameraga ega.
Eng muhim komponent elektrolizatorning bir tomonida joylashgan maxsus litiy-ionli o'tkazuvchan shisha-keramika (LICGC) membranadir. Bu membrana tanlab litiy ionlarining boshqa ionlarni blokirovka qilishda o‘tishiga imkon beradi, bu esa kaliy, magniy va kaltsiy kabi boshqa ionlarning shovqinini sezilarli darajada kamaytiradi.
Chapdan o'ngga Yuge Feng, Liza Bisval va Yun Park, manba: Rays universiteti
"Bizning usulimiz nafaqat yuqori toza lityum ekstraktsiyasiga erishibgina qolmay, balki an'anaviy litiy qazib olish usullarining ekologik xavflarini ham zaiflashtiradi. Biz yaratgan reaktor yon mahsulotlarning shakllanishini minimallashtirishi va lityum selektivligini yaxshilashi mumkin ", dedi birinchi muallif Yuge Feng, aspirant talabasi. Bisval laboratoriyasi.
Albatta, ular juda kerakli natijalarga erishdilar, shu jumladan 97,5% lityum tozaligi. Bu shuni anglatadiki, qurilma lityum va boshqa ionlarni sho'r suvdan samarali ravishda ajratishi mumkin, bu elektr transport vositalarining quvvat akkumulyatorlari uchun yuqori sifatli lityum gidroksid materiallarini ishlab chiqarish uchun juda muhimdir.
Bundan tashqari, ushbu yangi reaktor dizayni, shuningdek, xlor gazining hosil bo'lishini sezilarli darajada kamaytiradi, bu jarayonni xavfsizroq va ekologik xavfsizroq qiladi.
Bundan tashqari, jamoa kaliy, magniy yoki kaltsiydan farqli o'laroq, natriy ionlari LICGC membranasi yuzasida to'planishga moyilligini kuzatdi. Bu oxir-oqibat lityumni tashishga to'sqinlik qiladi va yo'qotishlarning ko'payishiga olib keladi, bu lityum qazib olish samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin, ammo tadqiqotchilar ushbu muammoni yumshatish strategiyalarini aniqladilar, masalan, joriy darajani pasaytirish va ular qoplamalar yoki oqim impulslarini qo'shishni taklif qilishadi. reaktorni yanada optimallashtirish uchun sirt.
"Bizning sohamiz uzoq vaqtdan beri past litiy qazib olish samaradorligi va atrof-muhit ifloslanishi bilan bog'liq muammolarga duch keldi", dedi kimyo va biomolekulyar muhandislik dotsenti Xaotian Vang. "Ushbu reaktor haqiqiy muammolarni hal qilish uchun asosiy fanni muhandislik innovatsiyalari bilan birlashtirish imkoniyatlarini namoyish etadi."