El liti també es pot extreure de les aigües residuals?

Qualsevol persona que utilitzi un telèfon mòbil, un ordinador portàtil o un cotxe elèctric ha de confiar en el liti. Hi ha una gran demanda d'aquest element. Tot i que el liti està en subministrament suficient a tot el món, l'obtenció i extracció de liti segueix sent un procés desafiant i ineficient.

Un equip interdisciplinari d'enginyers i científics està desenvolupant un mètode per extreure liti d'aigua contaminada.

Una nova investigació publicada aquesta setmana a les actes de l'Acadèmia Nacional de Ciències podria simplificar el procés d'extracció de liti de la salmorra, potencialment creant un major subministrament i reduint el cost dels components de la bateria per alimentar vehicles elèctrics, electrònica i una àmplia gamma d'altres dispositius.

En l'actualitat, el liti s'obté més comunament de l'aigua salada a Amèrica del Sud per evaporació solar, que és un procés costós i pot trigar diversos anys. A més, es perdrà una gran quantitat de liti en aquest procés.

Els equips d'investigació de la Universitat de Texas a Austin i la Universitat de Califòrnia a Santa Barbara han dissenyat una membrana que pot separar amb precisió el liti d'altres ions com el sodi, millorant significativament l'eficiència de la recollida d'elements cobejats.

Benny Freeman, professor del Departament de Mcketta d'Enginyeria Química de la Universitat de Texas a Austin, va dir: "Els resultats d'aquest estudi són de gran importància per resoldre les principals restriccions de recursos del liti, i és possible extreure liti de l'aigua generada de la producció de petroli i gas per a bateries i coautor d'articles".

A més de la salmorra, les aigües residuals procedents de la producció de petroli i gas també contenen liti, però no s'ha desenvolupat avui en dia. Els investigadors van dir que l'aigua de la fractura hidràulica de l'esquist d'Eagle Ford a Texas podria produir suficient liti per a 300 bateries de vehicles elèctrics o 1,7 milions de telèfons intel·ligents en només una setmana. Aquest exemple mostra l'escala d'oportunitats per a aquesta nova tecnologia en augmentar significativament el subministrament de liti i reduir el cost dels equips que en depenen.

El nucli d'aquest descobriment és la nova membrana polimèrica feta pels investigadors utilitzant èter de corona, que és un lligand amb funció química específica i pot unir alguns ions. Els èters de la corona no s'han aplicat ni estudiat com a part de la membrana de tractament d'aigua abans, però poden ser el component clau de l'extracció de liti, una molècula específica en l'aigua.

En la majoria dels polímers, el sodi passa a través de la membrana més ràpid que el liti. No obstant això, en aquests nous materials, el liti es mou més ràpid que el sodi, que és un contaminant comú en el liti que conté salmorra. A través del modelatge per ordinador, l'equip va descobrir per què va passar això. Els ions de sodi es combinen amb els èters de la corona per alentir-los, mentre que els ions de liti romanen intactes, permetent-los passar a través del polímer més ràpid.

Aquestes troballes representen una nova frontera en la ciència de membranes i requereixen una cooperació integral entre les universitats en els camps de la síntesi de polímers, la caracterització i modelització i simulació de membranes. La investigació va ser recolzada pel centre de materials del sistema d'aigua i energia, el centre d'investigació de fronteres energètiques UT Austin finançat pel Departament d'Energia dels Estats Units.