Une nouvelle membrane en nitrure de carbone révolutionne l'extraction du lithium des lacs salés
Une conception innovante avec des améliorations bio-inspirées surpasse de manière significative les membranes polymères traditionnelles.
Des chercheurs de l'Institut de bioénergie et de technologie des bioprocédés de Qingdao (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences, ainsi que des collaborateurs, ont mis au point une membrane de nitrure de carbone cristallin qui pourrait transformer l'industrie de l'extraction du lithium, ce qui constitue une avancée majeure pour les technologies de récupération du lithium.
Construction bioinspirée d'une membrane composite PTIPCN pour la séparation LiMg
QIBEBT
La conception innovante, qui imite les canaux ioniques biologiques, montre une efficacité et une durabilité remarquables dans la séparation des ions lithium des ions magnésium dans la saumure des lacs salés.
L'étude, publiée dans Science Advances le 14 juin, présente une membrane de nitrure de carbone cristallin "soudée par congénères" avec des améliorations bio-inspirées qui surpassent de manière significative les membranes polymères traditionnelles. Cette membrane innovante atteint un taux de sélectivité impressionnant de 1 708 pour l'extraction d'ions lithium très dilués (0,002 M) d'ions magnésium concentrés (1,0 M), ce qui est crucial pour résoudre le problème de la teneur élevée en magnésium dans diverses sources de lithium.
La conception de la membrane s'inspire des canaux ioniques biologiques hautement sélectifs de la nature, qui distinguent efficacement les différents ions. "Notre approche a consisté à imiter ces systèmes naturels, en créant une membrane présentant à la fois une grande sélectivité et une stabilité accrue, ce qui est essentiel pour les applications pratiques", a déclaré ZHANG Yuanyuan, coauteur de l'étude au QIBEBT.
Les performances exceptionnelles de la membrane sont dues à sa structure unique, qui combine des formes cristallines et amorphes de nitrure de carbone polymère. Cette structure assure non seulement l'uniformité et l'étroitesse des pores nécessaires pour exclure les ions magnésium hydratés de plus grande taille, mais elle facilite également le transport sans heurts des ions lithium, à l'instar du transport d'ions sans barrières observé dans les canaux ioniques naturels.
"La double fonctionnalité de notre membrane ouvre de nouvelles possibilités d'utilisation au-delà de l'extraction du lithium", a déclaré le professeur GAO Jun, co-auteur correspondant de cette étude du QIBEBT. "Ces propriétés pourraient contribuer de manière significative aux efforts de protection de l'environnement, tout en améliorant l'efficacité de la récupération des ressources."
Cette avancée intervient à un moment crucial, car la demande de lithium continue de croître, en grande partie grâce au marché des véhicules électriques et au secteur des énergies renouvelables. Des méthodes d'extraction efficaces et durables sont essentielles pour répondre à cette demande et réduire l'impact environnemental de l'extraction du lithium.
"Les progrès réalisés grâce à cette technologie membranaire offrent de nouvelles possibilités d'extraction efficace du lithium, un élément crucial dans la transition vers les énergies renouvelables et la mobilité électrique", a déclaré le professeur LIU Jian, co-auteur correspondant de l'étude du QIBEBT.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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