O membrană controlată cu lumină separă litiul de magneziu de peste 200 de ori mai eficient
O membrană dezvoltată în Germania folosește lumină și curent electric pentru a separa ionii metalici cu mult mai multă precizie, un pas util pentru extracția mai curată a litiului din care se fac bateriile.
O echipă de la Institutul Max Planck pentru Coloizi și Interfețe, în colaborare cu Universitatea din Alberta, a construit o membrană care poate fi „comandată” cu lumină și curent electric pentru a lăsa să treacă preferențial anumiți ioni metalici. În testele de laborator, membrana a transportat litiu de aproximativ 228 de ori mai ușor decât magneziu, iar potasiu de aproximativ 560 de ori mai ușor decât magneziu.
Separarea acestor ioni, care apar amestecați în natură și în soluțiile industriale, este în mod normal un proces costisitor și consumator de energie, mai ales pentru litiul folosit la baterii, unde puritatea materialului contează direct pentru performanța și durata bateriei.
Cum funcționează
Membrana are trei straturi: o bază de oxid de aluminiu anodizat, cu canale nanometrice aliniate, un strat fotoactiv de nitrură de carbon, și o suprafață încărcată pozitiv dintr-un lichid ionic polimeric. „Folosind lumină și un câmp electric, putem influența care ioni au voie să treacă preferențial prin canale”, explică cercetătorii, conduși de Paolo Giusto, într-un studiu publicat în Angewandte Chemie International Edition.
Chiar și fără lumină sau curent aplicat din exterior, membrana arăta deja o preferință naturală pentru ionii monovalenți, precum litiul și potasiul, față de cei divalenți, precum magneziul. Lumina și câmpul electric permit însă un control fin, reglabil, al acestei selectivități.
Ce urmează
Cercetarea este la stadiu de laborator, testată pe soluții controlate, nu încă la scara unei uzine de extracție. Dar aplicația vizată de autori e directă: extracția litiului din saramuri naturale, unde acesta apare amestecat cu magneziu și alte metale, este astăzi unul dintre cele mai poluante și mai lente segmente ale lanțului de aprovizionare pentru bateriile electrice. O membrană selectivă, reglabilă electric, ar putea reduce substanțial energia și chimicalele necesare pentru a separa litiul de impurități.
Sursă: Phys.org