Ученые России, Сингапура и Китая разработали невероятную мембрану, способную извлекать литий из отработанных аккумуляторов с рекордной эффективностью до 98%! Эта технология, которой раньше просто не существовало, позволяет селективно получать жизненно важный для зеленой энергетики металл без вреда для природы. Революционная разработка уже снижает экологическую нагрузку и активно внедряется на одном из предприятий в Сингапуре.
Электромобили: экология пока не закончена
Электрический транспорт уверенно завоевывает мир: более 20% всех продаж новых авто в глобальном масштабе уже приходится на электромобили! Хотя они и производят меньше вредных выбросов и шума, чем традиционный транспорт, их полную экологичность пока омрачает сложная добыча и переработка литий-ионных аккумуляторов, которые питают не только электрокары, но и огромный спектр технологий – от солнечных электростанций до смартфонов.
Проблема литиевой добычи и переработки
Сегодня литий для батарей добывают преимущественно из соленых подземных вод, серьезно загрязняя и истощая ценные водные ресурсы. Более перспективный путь – рециклинг использованных АКБ. Однако существующие электрохимические методы (абсорбция и осаждение) не обладают необходимой избирательностью, захватывая также магний. Поиск способов точного извлечения чистого лития из батарей критически важен.
Решение: Умная мембрана на основе MXene и целлюлозы
Ведущие специалисты ИТМО, Национального университета Сингапура и Гуандунского технологического университета (Китай) создали уникальную мембрану из композита MXene (миксена) и целлюлозы. Эта инновация с КПД свыше 90% избирательно извлекает ионы лития даже из сложных составов: как из природных рассолов соленых озер, так и из растворов переработанных АКБ. Ключ к точности – управление свойствами материала через температурное регулирование целлюлозы, меняющее размер наноканалов для идеального захвата Li+ и исключения Mg²⁺. Важно, что процесс управляется электронагревом и крайне энергоэффективен.
Секрет успеха: Сила материалов MXene и целлюлозы
Комбинация двухмерного материала MXene (титан, азот, углерод) и целлюлозы была выбрана осознанно. Целлюлоза динамично меняет содержание воды, тонко настраивая чувствительность мембраны к разным ионам. Электропроводность слоистого MXene же является ключевым для процесса захвата ионов лития. Это обеспечивает превосходную селективность и производительность.
Высокие результаты и промышленная перспектива
Строгие тесты показали выдающуюся эффективность новой мембранной технологии: 90% извлечения лития из соленых растворов и невероятные 98% – из растворов переработанных литий-ионных батарей! Данный метод не только превосходит многие мембранные аналоги по чистоте результата, но и энергоэффективнее традиционных способов извлечения лития из твердых минералов. Перспектива стала реальностью – технология успешно масштабируется и уже используется на реальном производственном объекте в Сингапуре. Будущее зеленого лития начинается сегодня!
Источник: scientificrussia.ru
