Revolução na extração de lítio?
Nova descoberta de membranas permite uma extração de lítio mais limpa
Os investigadores desenvolveram um novo processo de extração sustentável de lítio que poderá ajudar a satisfazer a crescente procura mundial deste metal, que é utilizado em baterias para veículos eléctricos e para armazenar energia renovável.
Os actuais métodos de extração de lítio são prejudiciais para o ambiente e as abordagens mais sustentáveis são difíceis de implementar em grande escala. No entanto, os cientistas desenvolveram novas membranas que podem ser utilizadas para extrair o lítio diretamente da água salgada do mar utilizando eletricidade, deixando para trás outros iões metálicos.
O grupo internacional de investigadores do Reino Unido, França e China publicou os seus resultados na revista Nature Water (12 de março) e concluiu que o processo é uma alternativa promissora aos métodos convencionais de extração de lítio.
A Professora Melanie Britton, da Universidade de Birmingham, coautora do estudo, afirmou: "Há uma necessidade urgente de processos mais sustentáveis que respondam aos desafios globais da disponibilidade de minerais e do abastecimento de água limpa e conduzam a uma economia circular.
"Acreditamos que as nossas descobertas poderão conduzir a uma extração de lítio mais eficiente e sustentável, que é crucial para as baterias que alimentam os dispositivos do dia a dia, como smartphones, computadores portáteis e veículos eléctricos.
As novas membranas de filtração permitem a extração direta de lítio da salmoura do lago salgado através de um processo de eletrodiálise selectiva que separa eficazmente os iões de lítio de outros iões presentes na salmoura.
O Dr. Qilei Song do Imperial College de Londres, que liderou o trabalho, comentou: "A nossa investigação poderá reduzir o impacto ambiental da extração de lítio e contribuir para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia mais eficientes para fontes de energia renováveis. Poderá também haver aplicações noutras áreas de recuperação de recursos - por exemplo, recuperação de metais críticos de águas residuais, plásticos e reciclagem de baterias".
Estes novos filtros conseguem distinguir entre iões com uma carga eléctrica (monovalentes) e iões com duas cargas (divalentes), pelo que são muito bons na separação de diferentes tipos de iões de sal.
As membranas utilizam canais muito pequenos, inferiores a um nanómetro (um bilionésimo de metro), revestidos com grupos químicos especiais que interagem com os iões à medida que estes passam através delas. O estudante de doutoramento Louie Lovell, da equipa do Prof. Britton, utilizou a técnica de ressonância magnética nuclear por gradiente de campo pulsado (PFG-NMR) para caraterizar a difusão da água e dos iões nos canais sub-nanométricos das membranas.
Verificaram que os coeficientes de difusão da água dependem fortemente da dimensão dos canais e dos grupos químicos das membranas. Estas membranas podem ser utilizadas para produzir carbonato de lítio (Li2CO3) muito puro e de qualidade suficiente para utilização em baterias.
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Publicação original
‘Solution-processable polymer membranes with hydrophilic subnanometre pores for sustainable lithium extraction’ - Dingchang Yang, Yijie Yang, Toby Wong, Sunshine Iguodala, Anqi Wang, Louie Lovell, Fabrizia Foglia, Peter Fouquet, Charlotte Breakwell, Zhiyu Fan, Yanlin Wang, Melanie M. Britton, Daryl R. Williams, Nilay Shah, Tongwen Xu, Neil B. McKeown, Maria-Magdalena Titirici, Kim E. Jelfs, and Qilei Song is published in Nature Water
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