HuisNieuwsDuurzame lithium -extractie voor EV -batterijen

Duurzame lithium -extractie voor EV -batterijen

Wetenschappers van rijstuniversiteit ontwikkelen bijna perfect lithiumselectiviteitsmembraan.




In de race om lithium te beveiligen voor batterijen voor elektrische voertuigen (EV), hebben onderzoekers van Rice University een baanbrekende extractiemethode onthuld die de industrie zou kunnen transformeren.Hun studie, gepubliceerd in Science Advances, demonstreert een innovatief gebruik van solid-state elektrolyten (SSE's) als membraanmaterialen, waardoor bijna perfecte lithiumselectiviteit wordt bereikt in waterige oplossingen.

Aanvankelijk ontworpen voor lithium-iongeleiding in vaste statenbatterijen, zijn SSE's hergebruikt om een ​​ongekend niveau van ionenscheiding mogelijk te maken.In tegenstelling tot conventionele membranen die nanoschaalporiën gebruiken voor ionentransport, werken SSE's via een watervrij hoppechanisme binnen een rigide kristallijn rooster.Deze structuur blokkeert effectief concurrerende ionen zoals natrium en magnesium, waardoor alleen lithium kan passeren.


"De uitdaging is niet alleen het verhogen van de lithiumproductie - het doet dit alleen op een duurzame en economisch haalbare manier", aldus hoofdonderzoeker Menachem Elimelech, professor aan de Rice University.

Traditionele lithium-extractiemethoden, waaronder mijnbouw en pekelverdamping, zijn hulpbronnenintensief en milieuvriendelijk schadelijk.Wetenschappers hebben directe lithiumextractie (DLE) onderzocht uit onconventionele bronnen zoals industrieel afvalwater en geothermische pekel om deze problemen aan te pakken.Bestaande DLE -technologieën worstelen echter met ionenselectiviteit, waardoor lithiumscheiding inefficiënt is.

Het team van Elimelech heeft deze uitdaging overwonnen met behulp van op SSE gebaseerde membranen in een elektrodialysesysteem, waarbij een toegepast elektrisch veld lithiumionen in het membraan aandrijft.Zelfs in oplossingen met hoge concentraties van concurrerende ionen, bereikten SSE -membranen consequent lithiumzuiverheidsniveaus die conventionele technologieën niet hebben bereikt.

"Het SSE -rooster fungeert als een moleculaire zeef, met uitzondering van ongewenste ionen terwijl het lithium kan passeren", legt Sohum Patel uit, de eerste auteur van de studie en postdoctorale onderzoeker bij MIT.

Terwijl de lithiumvraag in de sectoren EV, elektronica en hernieuwbare energie stijgt, kan deze doorbraak een duurzame oplossing bieden voor het oogsten van lithium.Door de afhankelijkheid van mijnbouw en chemische intensieve zuivering te verminderen, kan SSE-gebaseerde extractie een stabiele lithiumtoevoer beveiligen met minimale milieu-impact.Naast Lithium geloven onderzoekers dat SSE -membranen nieuwe technologieën kunnen inspireren voor het extraheren van andere kritieke elementen, waardoor de weg wordt vrijgesproken voor duurzamer herstel van hulpbronnen.