Команда під керівництвом Baoxia Mi з Університету Каліфорнії в Берклі (США) і Цзя Чжу (Jia Zhu) з Нанкінського університету в Китаї розробила плаваючий пристрій, надихнувшись тим, як рослини, які ростуть у солоному середовищі, отримують ключові іони з навколишнього середовища. Пристрій має ієрархічно структуровану мембранну систему з окремими шарами для випаровування, нанофільтрації та зберігання.
Ця конструкція дозволяє пристрою пасивно видобувати солі літію з солоних середовищ у спосіб, який є більш ефективним з точки зору вартості, енергії та вуглецю, ніж звичайні методи видобутку літію.
«З точки зору навколишнього середовища, найбільш захоплюючим аспектом нашої технології видобутку літію за допомогою сонячної транспірації є її повна залежність від сонячного світла, що не потребує зовнішніх надходжень енергії, — говорить Чжу. — Це дає змогу справді екологічно чистого видобутку літію, мінімізуючи вплив на навколишнє середовище. .'
Градієнт тиску, створюваний сонячним випаровуванням, втягує матеріал у пристрій, де пориста мембрана спеціального розміру дозволяє іонам літію проходити в секцію зберігання пристрою, запобігаючи поглинанню інших іонів. Циркуляція води регенерує пристрій, переносячи літій у резервуар.
За зовнішніх умов кожен модуль щодня збирає в середньому 33,2 міліграма літію на квадратний метр із розсолів, які містять три міліграми літію на літр води. Масиви модулів можуть плавати на розсолах, які вже використовуються для більшості видобутку літію.
Селективність літію розраховується для пристрою як відношення магнію до літію всередині пристрою відносно співвідношення магнію до літію в розсолі вихідної сировини. «Важливо відзначити, що наша технологія екстракції літію за допомогою сонячної транспірації сумісна з системами мембранної фільтрації», — каже Чжу. «Ми досягли селективності літію до 24 за допомогою вдосконалених нанофільтраційних мембран. Застосовуючи поетапну установку, ми змогли підвищити селективність літію до 168. У міру розвитку мембранних технологій ми очікуємо подальшого вдосконалення селективності системи щодо літію».
«Відділення літію від розсолу має важливе значення для захисту важливих матеріалів для ланцюга постачання акумуляторів. Це дослідження демонструє низькоенергетичний метод використання сонячного світла для виділення літію», — коментує Менахем Елімелех, експерт із розробки навколишнього середовища та якості води з Єльського університету в США.
«Хоча цей метод залежить від майбутнього розвитку літій-селективних мембран і значного збільшення водного потоку мембрани, він є кроком вперед до сталого видобутку літію», — додає Елімелех. «Наступним важливим кроком в оцінці практичної життєздатності цієї технології є детальний техніко-економічний аналіз, який порівнює її здійсненність із звичайними методами».