A szaúd-arábiai Abdullah Király Tudományos és Technológiai Egyetem kutatói kifejlesztettek egy szerintük gazdaságilag életképes rendszert a tiszta lítium tengervízből történő kinyerésére. A mostani bejelentés azért is jelenthet áttörést, mert a korábbi kísérletek a lítium fém nátriummal, magnéziummal és káliummal alkotott keverékéből való kinyerésére eddig nem hozott jó eredményeket, amikor tengervíznél alkalmazták az elektrolizáló rendszereket. Bár a tengervíz ötezerszer több lítiumot tartalmaz, mint ami a szárazföldön megtalálható, rendkívül alacsony, körülbelül 0,2 milliomodrésznyi (ppm) koncentrációban van jelen, emiatt pedig nem sikerült gazdaságilag hatékony megoldást találni a kérdésre.

A probléma megoldására a Zsiping Lai vezette csapat egy olyan módszerrel próbálkozott, amelyet korábban még soha nem alkalmaztak lítiumionok kivonására: egy elektrokémiai cellát alkalmaztak, amely lítium-lantán-titán-oxidból (LLTO) készült kerámiamembránt tartalmazott. Utóbbi kristályszerkezete elég széles lyukakat tartalmaz ahhoz, hogy a lítiumionokat átengedje, miközben a nagyobb fémionokat kiszűri - írja a Mining.com a tanulmányról. Maga a cella három rekeszt tartalmaz: a tengervíz egy központi kamrába áramlik, ahol a pozitív lítiumionok az LLTO-membránon keresztül egy oldalsó rekeszbe jutnak, amely pufferoldatot és egy platinával és rúthéniummal bevont rézkatódot tartalmaz. Ugyanakkor a negatív ionok egy szabványos anioncserélő membránon keresztül távoznak a tápkamrából, és egy harmadik rekeszbe jutnak, amely nátrium-klorid-oldatot és platina-ruténium anódot tartalmaz.

Kapcsolódó

Lai és csoportja a rendszert a Vörös-tengerből származó tengervízzel tesztelte. A cella 3,25 V-os feszültség mellett a katódon hidrogéngázt, az anódon pedig klórgázt termel. Ez hajtja a lítium szállítását az LLTO-membránon keresztül, ahol az oldalkamrában felhalmozódik. A lítiummal dúsított víz ezután további négy feldolgozási ciklus alapanyagává válik, és végül több mint 9000 ppm koncentrációt ér el. 

Ahhoz, hogy a végtermék elég tiszta legyen ahhoz, hogy megfeleljen az akkumulátorgyártók követelményeinek, a tudósok ezután úgy állították be az oldat pH-értékét, hogy szilárd lítium-foszfátot adtak hozzá, amely csak nyomokban tartalmaz más fémionokat. A kutatók szerint a cellának valószínűleg 5 dollárnyi áramra lesz szüksége ahhoz, hogy 1 kilogramm lítiumot nyerjen ki a tengervízből. Ez azt jelenti, hogy a cella által termelt hidrogén és klór értéke végül ellensúlyozná az áramköltséget, a maradék tengervizet pedig édesvíz előállítására is fel lehetne használni a sótalanító üzemekben.

Ha a módszer tényleg működik ipari méretekben is, akkor az komoly áttörést jelenthet az elektromos autók gyártásában is, mivel jelenleg azok árát a költséges cellagyártás határozza meg. A lítium jelentősége annyira megnőtt a világgazdaságban, hogy már indexált alapokban jegyzik az árupiacokon. Környezetvédelmi szempontból pedig azért jelenthet áttörést, mert jelenleg a lítium szárazföldi bányászata hatalmas természetpusztítással jár, veszélyezteti az adott térségek ivóvízbázisát is.