Федерация профсоюзов Беларуси
Федерация профсоюзов Беларуси
Аккумуляторы потеряют в цене? Ученые научились получать дешевый литий
Из-за дефицита лития в ближайшие годы прогнозируется рост цен на аккумуляторы и другие изделия из этого металла. В связи с этим переход на чистую энергетику и транспорт может быть приостановлен на неопределенный срок. Однако специалисты из Стэнфордского университета использовали электроды литий-ионных батарей для получения лития напрямую из морской воды без выпаривания.
Каждый год производители аккумуляторов и керамики закупают свыше 160 тыс. тонн лития. Аналитики прогнозируют, что с учетом повсеместной электрификации транспорта эта цифра увеличится в десять раз в течение ближайших нескольких лет. Но запасы лития на нашей планете ограничены – их добыча ведется лишь Австралии, Чили и Аргентине. Американские же ученые выступили с необычной инициативой нового метода добычи столь ценного металла в неограниченных масштабах, причем из морской воды и без экономически невыгодного выпаривания.
Как сообщает журнал Science, в морской воде содержится 180 млрд тонн лития пусть и в очень низкой концентрации – примерно 0,2 части на миллион. Сегодня известно множество проектов мембран и фильтров для выборочной экстракции лития из морской воды. Но все они требуют выпаривания воды, что подразумевает использование обширных земельных площадей и времени, что делает такие способы добычи экономически невыгодными.
Согласно новой технологии, предложенной учеными из Стэнфорда, слоеные электроды литий-ионных батарей улавливают ионы лития в процессе заряда аккумулятора. При этом они притягивают натрий, химически близкий элемент, которого в морской воде в 100 тыс. раз больше. И в случае, если два этих элемента будут одновременно двигаться к электроду с одинаковой скоростью, натрий почти полностью вытеснит литий.
Чтобы исключить эту вероятность, исследователи стали искать способ сделать электрод более селективным, для чего покрыли его тонким слоем диоксида титана. Так как ионы лития меньше ионов натрия, им легче добраться до места назначения первыми. В результате было обнаружено, что ионы лития и натрия начали стремиться к электроду, то останавливались, то двигаясь в обратную сторону. Но поскольку материал, из которого изготовлен электрод, имеет чуть большее сходство с литием, ионы лития получают преимущество. То есть они первыми начинают двигаться к электроду и последними – от него.
Так, спустя десять циклов, занявших всего несколько минут, ученые получили равное соотношение натрия и лития. Это как минимум вдвое лучше, чем все предыдущие попытки создания аналогичного устройства, что сделает добычу лития из морской воды не только возможной, но и экономически выгодной.
Подготовил Максим КОЗЛОВ
Фото из открытых интернет-источников
