Lityum elektrikli araçlara güç sağlayan bataryalar için hayati önemde bir element ama yükselen lityum talebinin 2080 yılına kadar karadaki lityum rezervlerini tüketmesi bekleniyor.
Şimdi, Kral Abdullah Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) araştırmacıları, ekonomik açıdan uygulanabilir olan ve deniz suyundan yüksek saflıkta lityum çıkarabilen bir sistem geliştirdiler.
Okyanuslar karadan yaklaşık 5,000 kat daha fazla lityum içeriyor ama yaklaşık 0.2 ppm seviyesinde olan son derece düşük konsantrasyonlarda. Aralarında sodyum, magnezyum ve potasyumun da bulunduğu daha büyük iyonların hepsi de deniz suyunda çok daha yüksek konsantrasyonlarda mevcut ama lityumu bu karışımdan ayırmak üzerinde daha önceden yapılan çalışmalar çok az sonuç verdi.
KAUST ekibiyse bu sorunu lityum lantan titanyum oksitten (LLTO) yapılmış bir seramik membran içeren bir elektrokimyasal hücreyle çözdü. Membranın kristal yapısı tam da lityum iyonlarının geçmesine izin verecek genişlikte delikler içeriyor ve daha büyük metal iyonlarını engelliyor. Hücreyi geliştiren Zhen Li, “LLTO membranlar lityum iyonlarını ayırıp bir araya toplamak için daha önce hiç kullanılmadı,” diyor.
Sistem Kızıldeniz’den Alınan Deniz Suyu Kullanılarak Test Edildi
Araştırmacılar bu sistemi Kızıldeniz’den alınan deniz suyunu kullanarak test ettiler. 3.25V seviyesindeki bir voltajda, hücre katotta hidrojen gazı ve anotta da klor gazı üretiyor. Bu lityumun taşınıp LLTO membrandan geçirilmesine güç sağlıyor ve lityum yan haznede birikiyor. Sonrasında, bu lityumdan zengin su dört işleme döngüsünün daha hammaddesi haline geliyor ve neticede 9,000 ppm üzerinde olan bir konsantrasyona ulaşıyor. Bu solüsyonun pH’ını ayarlamak, diğer metal iyonlarının sadece izlerini içeren katı lityum fosfat sağlıyor ve bu batarya üreticilerinin gereksinimlerini karşılamaya yetecek kadar saf oluyor.
Araştırmacılar elektrokimyasal hücrenin deniz suyundan 1 kilogram lityum çıkarmak için sadece 5 Amerikan doları değerinde elektrik gerektireceğini tahmin ediyorlar. Hücrenin ürettiği hidrojen ve klorun değeri bu maliyeti fazlasıyla telafi edebilir ve geriye kalan deniz suyu da temiz su sağlamak için arıtma tesislerinde kullanılabilir.
Araştırmacılar grubunun lideri Zhiping Lai, sürecin verimliliğini artırmak için membran yapısını ve hücre tasarımını iyileştirmeye devam edeceklerini söylüyor.
Orijinal makale: Phys.org
