Ličio poreikis tik auga
Ličio paklausa pastaraisiais metais sparčiai didėja, nes jis išlieka vienas svarbiausių elementų šiuolaikinėse baterijose, naudojamose elektromobiliuose, telefonuose ir energijos kaupimo sistemose. Dėl to šalys ir gamintojai ieško būdų užsitikrinti tiekimą, o kartu mažinti gavybos poveikį aplinkai.
Didžioji dalis ličio išgaunama iš kietųjų uolienų telkinių, sūrių požeminių vandenų ir vis dažniau iš perdirbamų naudotų baterijų. Visais atvejais iššūkiu tampa selektyvumas, nes ličio jonai būna „susimaišę“ su kitais mineralais, todėl atskyrimas reikalauja daug energijos, laiko arba cheminių reagentų.
Nauja membrana, įkvėpta biologijos
Teksaso universiteto Ostine tyrėjai paskelbė sukūrę bioįkvėptą membraną su dirbtiniais nanokanaliukais, kuri skirta ličio jonams praleisti, o kitus jonus sulaikyti. Sprendimo idėja perimta iš gamtoje veikiančių jonų kanalų, kurie ląstelėse reguliuoja medžiagų judėjimą per membranas.
Pasak kūrėjų, tokia sistema galėtų sumažinti pavojingų tirpiklių ar agresyvių cheminių medžiagų poreikį, nes atranka būtų atliekama pačioje membranoje. Tai ypač svarbu ten, kur tradiciniuose procesuose tenka naudoti sudėtingą daugiažingsnį valymą arba generuoti didelius atliekų kiekius.
„Litis yra mūsų telefonuose, automobiliuose ir elektros tinkle, tačiau švariai jį išgauti vis dar sudėtinga. Siekiame proceso, kuris būtų greitesnis, švaresnis ir paprasčiau valdomas“, – sakė profesorius Manishas Kumaras.
Kodėl selektyvumas yra kritinis
Ličio gavyboje problema dažnai slypi ne pačiame išteklių „paėmime“, o rafinavime, kai reikia atskirti litį nuo magnio, natrio, kalcio ir kitų jonų. Kuo selektyviau veikia atskyrimas, tuo mažiau papildomų etapų prireikia, o tai reiškia mažesnes sąnaudas ir potencialiai mažesnį poveikį aplinkai.
Tyrėjų teigimu, jų sukurti kanalai suprojektuoti taip, kad ličio jonai lengviau sąveikautų su cheminėmis grupėmis kanalo įėjime. Tokia logika leidžia kurti ne vieną konkretų filtrą, o platesnę inžinerinę platformą, kuri ateityje galėtų būti pritaikoma ir kitiems kritiniams mineralams.
„Dabar turime įrankių rinkinį, o ne vienkartinį rezultatą. Suprasdami, kaip jonai sąveikauja su cheminėmis grupėmis kanalo įėjime, galime kurti dar selektyvesnius kanalus ličiui ir galbūt kitiems kritiniams mineralams“, – sakė mokslininkas Harekrushna Behera.
Kas dar neaišku ir kokie kiti keliai vystomi
Nors laboratoriniai rezultatai vertinami kaip perspektyvūs, praktinis klausimas išlieka tas pats: ar membraną pavyks stabiliai ir ekonomiškai naudoti pramoniniu mastu, kai srautai dideli, o žaliava nevienalytė. Pramonėje dažnai išryškėja membranų ilgaamžiškumo, užsikimšimo ir priežiūros kaštų problemos, todėl būtini papildomi bandymai.
Lygiagrečiai pasaulyje vystomi ir kiti sprendimai: tiesioginė ličio ekstrakcija iš sūrių tirpalų, pažangesnis baterijų perdirbimas bei alternatyvios baterijų chemijos, kurioms reikia mažiau kritinių žaliavų. Vis dėlto, kol ličio jonų baterijos dominuoja rinkoje, bet koks proveržis, leidžiantis litį išgauti švariau ir pigiau, gali turėti didelę įtaką tiek kainoms, tiek tiekimo grandinių saugumui.
Leave a Reply