دستاورد پژوهشگران چینی: استخراج مستقیم لیتیوم و تولید هم‌زمان آب شیرین

استخراج لیتیوم برای باتری‌ها که کلید انقلاب خودروهای برقی و متعادل‌سازی توان تولیدی انرژی‌های تجدیدپذیر است، به محیط‌زیست آسیب می‌زند. اما یک روش آزمایشی مبتنی بر انرژی خورشید که علاوه بر لیتیوم، آب شیرین نیز تولید می‌کند، می‌تواند این فرایند را پایدارتر سازد.

به گزارش زومیت، امروزه بیشتر لیتیوم از مخازن آب نمک زیرزمینی در رشته‌کوه آند به‌دست می‌آید؛ بدین صورت که آب‌نمک با تبخیرشدن در حوضچه‌های روباز به‌مدت چند ماه، تغلیظ و سپس با صرف مقادیر زیاد آب شیرین، کربنات لیتیوم غلیظ استخراج می‌شود. همچنین با پمپاژ آب‌نمک از مخازن، ممکن است آب شیرین موجود در سنگ‌های بالا برای جایگزینی به پایین جریان یابد و باعث کاهش سطح آب‌های زیرزمینی شود. به عبارت دیگر، استخراج لیتیوم فشار شدیدی بر منابع آب وارد می‌کند.

بسیاری از دانشمندان روی روش‌هایی برای استخراج مستقیم لیتیوم کار می‌کنند که نیازی به تبخیر در فضای باز ندارند. به‌گزارش نیوساینتیست، یکی از این رویکردهای نوین که توسط یو تانگ، پژوهشگر از دانشگاه لانژو چین و همکارانش توسعه داده شده است، در کنار استخراج لیتیوم، آب شیرین نیز تولید می‌کند که می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد یا به زیر زمین پمپ شود.

تکنیک پژوهشگران چینی، براساس نوعی اکسید منگنز بنا نهاده شده است که دو ویژگی کلیدی دارد: اول، نور خورشید را با بازدهی بالا به گرما تبدیل می‌کند و دوم، می‌تواند به‌طور انتخابی یون‌های لیتیوم را به خود جذب کند.

در سیستم مذکور، لایه‌ای نازک از آب‌نمک یا حتی آب دریا، از روی سطحی پوشیده از اکسید منگنز که در معرض نور خورشید قرار گرفته، عبور می‌کند. گرمای خورشید باعث تبخیر آب می‌شود و هم‌زمان، یون‌های لیتیوم به لایه‌ی اکسید منگنز می‌چسبند. پس از اشباع‌شدن سطح، یون‌ها با یک محلول اسیدی حذف و ماده برای چرخه‌ی بعدی آماده می‌شود.

یکی از بزرگترین مزیت‌های روش ابداعی، انجام فرآیند در یک سیستم بسته است. این ویژگی باعث می‌شود بخار آب حاصل از تبخیر، دوباره تقطیر و جمع‌آوری شود. تیم پژوهشگران یک نمونه‌ی اولیه کوچک را در پنج چرخه‌ی جذب و آزادسازی لیتیوم با موفقیت آزمایش و تأیید کرده‌اند که آب به‌دست‌آمده، مطابق با استانداردهای آب آشامیدنی سازمان جهانی بهداشت است.

دیگر دانشمندان ضمن تحسین ایده، آن را گامی به سوی منبعی پایدارتر برای لیتیوم می‌دانند. در نهایت، تکنیک جدید بسیار هوشمندانه است؛ اما مشکل بالقوه‌ای که همچنان باقی می‌ماند، پایداری این ماده است: ماده در شرایط واقعی برای چند چرخه می‌تواند استفاده شود؟

اگرچه فناوری پژوهشگران چینی هنوز در مراحل اولیه قرار دارد، پتانسیل آن برای کاهش ردپای زیست‌محیطی صنعت باتری و تولید آب شیرین هم‌زمان، امیدها را برای آینده‌ای پاک‌تر زنده کرده است.

پژوهش در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.

با سعدی در گلستان : سخن گرچه دلبند و شیرین بود / سزاوارِ تصدیق و تحسین بود (+صدا)

بیشتر بخوانید:

کدام کشورهای اروپایی از منابع آب شیرین خود بیش از حد بهره‌برداری می‌کنند؟

تماشاخانه

عروس‌های سیاه‌پوش؛ دخترانی که خودشان را سیاه‌بخت کردند

حمله به میراث جهانی ؛ موج انفجار با کاخ گلستان چه کرد؟ وقتی پرتابه‌‌ها بر سر کاخ قاجاری فرود آمدند

فیلم های دیگر