Para abordar este problema, el equipo dirigido por Zhiping Lai experimentó con un método no utilizado anteriormente para extraer iones de litio. Utilizaron una celda electroquímica que contenía una membrana cerámica hecha de óxido de litio, lantano y titanio (LLTO).
La estructura cristalina de la membrana cerámica tiene orificios lo suficientemente anchos para permitir el paso de iones de litio mientras bloquea los iones metálicos más grandes.
a una hoja Publicado en la revista Ciencias energéticas y ambientalesLos investigadores explicaron que la estructura cristalina de la membrana contiene agujeros lo suficientemente anchos para permitir el paso de iones de litio mientras bloquea los iones metálicos más grandes.
Por otro lado, la propia celda contiene tres compartimentos. El agua de mar fluye hacia una cámara de alimentación central, donde los iones de litio positivos pasan a través de la membrana LLTO a una cámara lateral que contiene una solución dieléctrica y un cátodo de cobre recubierto de platino-rutenio. Al mismo tiempo, los iones negativos salen de la cámara de alimentación a través de una membrana de intercambio aniónico estándar, pasando por una tercera cámara que contiene una solución de cloruro de sodio y un ánodo de platino y rutenio.
Lay y su grupo probaron el sistema utilizando agua de mar del Mar Rojo. A un voltaje de 3,25 V, la celda genera gas hidrógeno en el cátodo y gas cloro en el ánodo. Esto hace que el litio se transporte a través de la membrana LLTO, donde se acumula en la cámara lateral. Esta agua rica en litio se convierte luego en la materia prima para cuatro ciclos más de procesamiento, alcanzando finalmente una concentración de más de 9.000 ppm.
Para hacer que el producto final sea lo suficientemente puro como para cumplir fabricantes de bateríasLuego, los científicos ajustaron el pH de la solución para administrar fosfato de litio sólido que contiene solo trazas de otros iones metálicos.
Según los investigadores, la celda probablemente necesitaría $ 5 de electricidad para extraer un kilogramo de litio del agua de mar. Esto significa que el valor de hidrógeno El cloro producido por la celda terminaría igualando el costo de la energía, y el agua de mar restante también podría usarse en plantas desalinizadoras para proporcionar agua dulce.
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