Dobijanje litijuma iz slanih rastvora, poput onog u litijumskom trouglu Južne Amerike, na tromeđi Argentine, Bolivije i Čilea, umije da bude „potraga za iglom u plastu sijena”.
Tako Sibani Lisa Bisval, profesorka hemijskog i biomolekularnog inženjerstva na Univerzitetu Rajs u američkom gradu Hjustonu, za BBC na srpskom opisuje dosadašnji proces prerade metala dragocjenog za tranziciju čovječanstva ka obnovljivim izvorima energije.
„Koncentracija litijuma u tim rastvorima je veoma niska, uglavnom manja od 0,01 odsto, što je daleko manje od drugih jona – magnezijuma, kalijuma, kalcijuma ili natrijuma, u tim rastvorima”, objašnjava.
Zbog toga je sa timom istraživača 2021. počela da radi na pronalasku inovativnog elektrohemijskog reaktora.
Rezultati studije objavljene u novembru u magazinu američke Nacionalne akademije nauka mogli bi da budu „prekretnica” u rudarenju litijuma, smatra Bisval.
Reaktor je uređaj ili postrojenje u kojem se dešava elektrohemijska reakcija, u ovom slučaju razlaganje metala pod uticajem struje.
Za razliku od uobičajenih reaktora sa dvije komore, naučnici iz Hjustona osmislili su sistem sa tri komore i keramičkom membranom, koja gotovo isključivo propušta jone litijuma, dok zadržava druge.
„Takav sistem nam omogućava da zadržavamo i odvajamo litijum od ostalih jona.
„Ali i da spriječimo dolazak litijuma u kontakt i reakciju sa drugim jonima, što je često štetno za krajnji proizvod”, kaže američka naučnica koja je predvodila grupu istraživača.
Iako je litijum jedan od najvažnijih metala u svjetskim težnjama da se pređe na zeleniju privredu – zbog primjene u proizvodnji baterija i automobilskoj industriji, njegova eksploatacija, paradoksalno, može da bude štetna po životnu sredinu.
To je razlog zbog kojeg su organizovane desetine protesta širom Srbije tokom prethodnih godina, a demonstracija je bilo i u Bosni i Hercegovini, Portugalu i zemljama Južne Amerike.
Sve što treba da znate o litijumu – pogledajte video sa našeg Jutjub kanala
Drugi tim naučnika na Univerzitetu Rajs radi na pronalasku „brže i zelenije” metode za recikliranje litijum-jonskih baterija, koje se, između ostalog, koriste za pogon električnih automobila ili rad pametnih telefona.
Umjesto kiselina, koje mogu da nanesu štetu životnoj sredini, koriste organske rastvore.
Umesto dosad uobičajenog zagrijavanja rastvora na visokim temperaturama, naučnici upotrebljavaju princip mikrotalasne pećnice, kaže Sohini Batačarja, članica tima, za BBC na srpskom.
„Ubrzo smo shvatili da je i sposobnost izdvajanja litijuma izrazito dobra – za samo 30 sekundi možemo da izvučemo oko 50 odsto litijuma iz odbačenih baterija, za 15 minuta taj procenat ide do 87 odsto, a za pola sata do 100 odsto”, objašnjava istraživačica na postdoktorskim studijama na Univerzitetu Rajs.
To je značajan napredak u odnosu na dosadašnje metode, kojima se reciklažom sačuva manje od pet odsto litijuma, ponajviše zbog kontaminacije tog metala tokom procesa, navodi se na sajtu Univerziteta Rajs.
Naučnike na hjustonskom univerzitetu to je podstaklo na razmišljanje
,,U njima su se događale propratne reakcije, poput reakcija hlorida, koje mogu da proizvedu vrlo štetne gasove i naškode krajnjem proizvodu, u ovom slučaju litijumu.
„Uz to, selektivnost, odnosno efikasnost u izdvajanju litijuma, dosad je bila prilično niska”, objašnjava Haotan Vang, jedan od istraživača, za BBC na srpskom.
Došli su na ideju da dodaju još jednu komoru u taj uređaj, kako bi te hemijske reakcije fizički odvojili od jedinjenja litijuma koje žele da dobiju.
„Rastvor se propušta kroz srednju komoru, dok se u druge dve odvija elektroliza (razlaganje pod uticajem električne struje).
,,U tom slučaju nema nusprodukta i reakcije hlorida ne dolaze u kontakt sa litijumom”, dodaje Vang.
Pred timom od desetak istraživača Univerziteta Rajs bio je novi zadatak – trebalo je da osmisle način da u srednju komoru izoluju samo litijum.
Rešenje su pronašli u keramičkoj membrani, koja omogućava propuštanje litijuma i zadržavanje drugih jona sa velikom efikasnošću, objašnjava Sibani Lisa Bisval.
,,Najuzbudljiviji trenutak istraživanja bio je kada je jedan od naših istraživača testirao keramičku membranu, jer do tog trenutka nismo bili sigurni kako ćemo uspeti da postignemo visoku selektivnost.
„Kada smo taj izazov prevazišli, shvatili smo da će metod funkcionisati”, objašnjava naučnica.
Izvor: BBC na srpskom
