Новий сонячний пристрій видобуває літій з морської води і одночасно опріснює її

Світу потрібно все більше літію - ключового елемента для акумуляторів смартфонів, електромобілів та систем накопичення енергії. Однак традиційні способи видобутку цього ресурсу завдають серйозної шкоди екології і вже не справляються зі зростаючим попитом.

Вчені з Чжецзянського університету (Китай) представили інноваційне рішення сонячний «гойдалковий» екстрактор літію, який здатний витягувати метал прямо з морської води, паралельно опрісняючи її.

🌊 Літій є, але дістатися до нього складно

За оцінками дослідників, океани містять близько 230 мільярдів тонн літіюОднак його концентрація в морській воді вкрай мала. Основна проблема - величезна кількість натрію: його у воді приблизно в 60 000 разів більшеніж літію.

При спробах випаровувати морську воду сіль швидко утворює тверді відкладення, які засмічують обладнання та зупиняють процес видобутку.

⚙️ Як працює сонячний «seesaw-екстрактор»

Новий пристрій, який отримав назву SPSE (сонячна гойдалка-витяжка), має багатошарову «сендвіч-конструкцію»:

• в центрі - гідрофільний шар, що активно поглинає іони літію;

• зовні фототермічні шари, що ефективно поглинають сонячну енергію.

Екстрактор встановлений під кутом біля 30°. При нагріванні сонячним світлом вода випаровується, а літій концентрується та втягується у внутрішній шар.

Коли на піднятому боці накопичуються сольові відкладення, зміщується центр ваги - пристрій розгойдується, як гойдалказанурюючи соляну кірку назад у воду. Морське середовище природним чином змиває сіль, забезпечуючи самоочищення системи та безперервну роботу без засмічень.

📈 Результати випробувань

У ході тестування технологія показала вражаючі результати:

• на 69% вища ефективність поглинання літію порівняно з класичними методами;

• 15,5-кратне збільшення локальної концентрації Li⁺що прискорює процес адсорбції;

• селективність відділення літію від натрію —370 000 : 1.

Додаткова перевага – можливість одночасного опріснення води. Після оптимізації система може виробляти не лише літій, а й питну воду як побічний продукт.

🔬 Що ще належить доопрацювати

Незважаючи на потенціал, технологія поки що потребує поліпшень. Марганцеві адсорбенти, що використовуються зараз, втрачають ефективність приблизно після 30 циклівтому вчені розглядають більш довговічні титанові матеріали.

Також необхідно переконатися, що система зможе стабільно працювати за умов реального океану без застосування додаткових хімічних реагентів для корекції pH.

Результати дослідження були опубліковані 4 лютого у науковому журналі Пристрій.