锂是电池极其重要的组成部分,由于电子设备和电动汽车越来越多,电池近年来越来越受欢迎。这种元素已经以有限的数量存在,这种需求的增加正在迅速引导它走向短缺和灭绝。
研究人员和科学家正在努力从受污染的水中提取锂。该过程研究最近发表在美国国家科学院学报.这个过程包括从盐水中提取锂。这一过程将提高锂的可用性,降低电子产品原材料的成本。
这项研究是在德克萨斯大学奥斯汀分校和加州大学圣巴巴拉分校进行的。该团队设计了一种薄膜,可以将锂与钠等其他离子精确分离,从而极大地提高了这种令人垂涎的元素的收集效率。
据说,德克萨斯州鹰福特页岩水力压裂所产生的水仅够一周使用,就可以为300个电动汽车电池或170万部智能手机提供足够的锂。这表明了这项研究的可扩展性以及它为未来带来的巨大潜力。
研究人员在冠醚的帮助下制作了一种独特的聚合物膜。基本上,它们是具有特定化学功能的配体,可以结合某些离子。皇冠醚以前没有作为水处理膜的组成部分被应用或研究,但它们可以靶向水中的特定分子,作为锂提取的主要成分。
通过这些膜,锂比钠传播得更快,钠是含锂盐水中常见的污染物。通过计算机建模,找出了这种行为背后的原因。钠离子与冠醚结合,使其速度变慢,而锂离子保持不结合,使它们能够更快地通过聚合物。
这项研究是由美国能源部资助的德克萨斯大学奥斯汀分校能源前沿研究中心水和能源系统材料中心的一部分。