Чикагский университет научился получать литий чистотой 99% из растворов с избытком натрия
Автор: Илья Игнатов Учёные Чикагского университета показали электрохимический способ извлечения лития, который даёт чистоту около 99% даже в очень «грязных» растворах. Речь о смесях, где на один ион лития приходится примерно тысяча ионов натрия. Именно такие условия обычно и сбивают селективность разделения. Если метод удастся масштабировать, он может упростить производство аккумуляторного лития из рассолов и переработанного сырья.
Схема здесь электрохимическая: под действием тока ионы лития встраиваются в слоистую структуру материала. В экспериментах команда использовала оксид кобальта. Проблема старая и упрямая: ионы натрия по размеру и заряду слишком похожи на литий, поэтому тоже пытаются занять те же позиции.
Нужного эффекта исследователи добились не новым реагентом, а настройкой самой кинетики процесса. Они подобрали размер частиц материала и замедлили внедрение ионов так, чтобы литий успевал закрепляться в структуре, а натрий почти не проникал внутрь. На выходе получался литий высокой чистоты даже при крайне невыгодном составе раствора.
Для отрасли это болезненная тема. Сегодня литий из солёных рассолов часто получают либо с помощью агрессивной химии, либо через испарительные бассейны, где всё растягивается на месяцы. На этом фоне по всему миру растёт интерес к технологиям прямого извлечения лития: ими занимаются, например, Lilac Solutions, Standard Lithium и ExxonMobil в проектах в США. Задача у всех одна — сократить расход воды, площадь испарительных полей и время получения сырья.
Спрос подталкивает такие исследования довольно жёстко. По оценкам Международного энергетического агентства, спрос на литий со стороны аккумуляторной отрасли за последние годы вырос в разы, а к 2030 году рынку потребуется ещё заметно больше сырья из-за электромобилей и стационарных систем хранения энергии. Поэтому любой метод, который лучше отделяет литий от натрия и магния в сложных растворах, быстро привлекает внимание инвесторов и производителей батарей. Для команды из Чикаго следующий шаг уже не лабораторная чистота, а масштабирование процесса и проверка экономики на реальных промышленных потоках.
