Il team guidato da Zhiping Lai ha sperimentato un metodo mai utilizzato prima: una cella elettrochimica contenente una membrana ceramica in ossido di litio, lantanio e titanio (LLTO). La struttura possiede pori abbastanza larghi da consentire il passaggio degli ioni di litio. Bloccando nel contempo gli ioni più grandi di sodio, magnesio e potassio, presenti nell’acqua a concentrazioni molto più elevate. “Le membrane LLTO non sono mai state utilizzate prima per estrarre e concentrare gli ioni di litio”, afferma il ricercatore Zhen Li, che ha sviluppato la cella.
Estrarre litio dall’acqua di mare, come funziona?
In un articolo pubblicato sulla rivista Energy & Environmental Science, gli scienziati spiegano il funzionamento del loro sistema. L’unità contiene tre scomparti. L’acqua di mare scorre in una camera di alimentazione centrale; qui gli ioni di litio positivi passano, attraverso la membrana LLTO, in un compartimento laterale contenente una soluzione tampone e un catodo di rame rivestito di platino e rutenio. Nel frattempo, gli ioni negativi escono dalla camera di alimentazione e, attraverso una membrana a scambio anionico, passano in un terzo compartimento contenente una soluzione di cloruro di sodio e un anodo di platino-rutenio.
Il gruppo ha testato l’impianto usando l’acqua del Mar Rosso. Ad una tensione di 3,25V, la cella ha generato gas idrogeno al catodo e gas cloro all’anodo. E indotto il passaggio del litio attraverso la membrana LLTO, accumulandolo nella camera laterale. Ovviamente il risultato non è l’elemento puro, ma una soluzione acquosa arricchita di litio. Ma con altri quattro cicli di lavorazione si raggiunge una concentrazione di oltre 9.000 ppm.
I ricercatori stimano che la cella avrebbe bisogno di soli 5 dollari di elettricità per estrarre 1 chilo di litio dall’acqua di mare. Il valore dell’idrogeno e del cloro prodotti nel processo compenserebbe ampiamente questo costo e l’acqua residua potrebbe essere utilizzata negli impianti di desalinizzazione. “Continueremo a ottimizzare la struttura della membrana e il design delle celle per migliorare l’efficienza del processo”, affermano gli scienziati. Il team spera anche di collaborare con l’industria del vetro per produrre la membrana LLTO su larga scala e a costi accessibili.
fonte: www.rinnovabili.it
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