Odsalanie wody morskiej nowym i tanim sposobem na pozyskiwanie litu 07.06.2021

Używanie ogniwa elektrochemicznego skonstruowanego przez saudyjski uniwersytet KAUST ma gruntownie zminimalizować koszty wydobycia pierwiastka. 

Zapotrzebowanie na lit, który w czystej postaci jest miękkim, srebrnobiałym metalem, nie spada. Z szacunków wykonanych przez amerykańską agencję naukowo-badawczą United States Geological Survey wynika, że w tym roku jego światowe rezerwy wyniosą 21 milionów ton. Pierwiastek znajduje bowiem coraz szersze zastosowanie w produkcji akumulatorów zasilających samochody elektryczne. To jeden z najważniejszych trendów współczesnego transportu, który w przyszłości może wyprzeć pojazdy spalinowe.

Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST) stacjonującego w saudyjskim Thuwal zwrócili uwagę na to, że przy stale rosnącym popycie zasoby litu wyczerpią się już za kilkadziesiąt lat. Dziś najczęściej wyodrębnia się go z wód pochodzących ze źródeł mineralnych, stawów solankowych albo glin. Od dawna wiadomo jednak, że jego ogromne pokłady – łącznie większe o 5 tysięcy razy od tych lądowych – występują w wodach oceanicznych. Nierozwiązanym problemem pozostawało jednak to, że pierwiastek cechuje się tam bardzo niską koncentracją (ok. 2 ppm).

– Większe jony, w tym sód, magnez i potas, są w nich obecne w znacznie wyższych stężeniach, jednak badania mające na celu wyodrębnienie litu z tej mieszaniny nie przyniosły większych rezultatów – przeczytamy na oficjalnej stronie uczelni. 

Metodą, która rozwiąże ten problem, jest według Saudyjczyków wykorzystanie specjalnego ogniwa elektrochemicznego zawierającego ceramiczną membranę wykonaną z tytanianu litu-lantanu (LLTO). Jego struktura krystaliczna ma na tyle szerokie otwory, że mogą przepuścić jony litu, blokując jednocześnie grupy atomów innych metali. Samo ogniwo składa się z trzech komór. Woda wpływa do jednej z nich – centralnej i zasilającej. Dodatnie jony litu przedostają się stamtąd do bocznego sektora wypełnionego roztworem buforowym, w którym znajduje się katoda pokryta platyną i rutenem. Ujemne przechodzą zaś do tego z roztworem soli i platynowo-rudenową anodą. 

Eksperci z KAUST przewidują, że obecność ogniw w powszechnym obiegu będzie pożądana także z finansowych względów. Szacują, że pozyskanie kilograma litu tą metodą będzie kosztować jedynie 5 dolarów. Co więcej, dodatkowymi produktami powstałymi przy odsalaniu wody oceanicznej będą wodór cząsteczkowy i chlor w formie gazowej. Ze szczegółowym omówieniem prac Saudyjczyków można zapoznać się na łamach specjalistycznego periodyku „Energy & Environmental Science"