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Energia, è possibile estrarre litio e idrogeno dall'acqua marina grazie a membrane LLTO

Energia, è possibile estrarre litio e idrogeno dall'acqua marina grazie a membrane LLTO

Un gruppo di ricercatori della KAUST ha ideato una membrana in ossido di litio, lantanio e titanio (LLTO) per l'estrazione di litio dall'acqua di mare

Il litio è ormai diventato di estrema importanza per l'odierno accumulo energetico a batterie e se la domanda dovesse continuare a crescere come in questi ultimi anni, le riserve terrestri terminerebbero entro il 2080. Per molti, tuttavia, una soluzione al problema sarebbe quella di ricercare la fonte direttamente in acqua.




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Gli oceani, infatti contengono 5.000 volte più litio rispetto alla terraferma, ma ad una concentrazione estremamente più bassa, pari a circa 0,2 ppm (parti per milione). Proprio per questo motivo il prelievo del litio dal mare è sempre stato accantonato in quanto si tratta di un processo lungo, complesso e abbastanza costoso. Ora però una nuova ricerca condotta dalla KAUST (King Abdullah University of Science and Technology) potrebbe cambiare le carte in tavola. Pare infatti che un gruppo di scienziati sia stato in grado di ideare un sistema innovativo che consente di estrarre il litio dall'acqua di mare.

La squadra, guidata da Zhiping Lai, ha sperimentato un metodo che non era mai stato utilizzato in precedenza, utilizzando una cella elettrochimica contenente una membrana ceramica in ossido di litio, lantanio e titanio (LLTO). Questa membrana, infatti, è costituita da una membrana con pori sufficientemente grandi per consentire il passaggio degli ioni di litio, ma al tempo stesso riesce ad impedire il passaggio di ioni più grandi, come il sodio, il magnesio e il potassio, presenti in concentrazione maggiore rispetto al litio nell'acqua marina.

Il ricercatore Zhen Li, che ha ideato la cella, ha poi affermato: "le membrane a LLTO non sono mai state utilizzate prima per estrarre e concentrare gli ioni di litio". In un articolo pubblicato sulla rivista scientifica "Energy and Environmental Science", il team ha spiegato anche come funziona il loro sistema. L'unità contiene tre scomparti. L'acqua marina, poi, scorre all'interno di una camera di alimentazione centrale e qui gli ioni di litio attraversano la membrana LLTO, confluendo poi in un compartimento laterale all'interno del quale vi sono una soluzione tampone e un catodo di rame rivestito di platino e rutenio.

Nello stesso tempo, gli ioni negativi escono dalla camera di alimentazione passando attraverso una membrana a scambio ionico e raggiungono un terzo compartimento, all'interno del quale vi è una soluzione di cloruro di sodio e un anodo di platino e rutenio. La squadra ha poi testato l'impianto utilizzando l'acqua del Mar Rosso. Ad una tensione di 3,25 V, la cella ha generato gas cloro all'anodo e gas idrogeno al catodo, il tutto continuando ad accumulare ioni di litio all'interno della camera laterale grazie alla filtrazione della membrana LLTO.

Con altri quattro cicli di lavorazione, inoltre, si otterrebbe una concentrazione di 9.000 ppm. I ricercatori hanno poi stimato che la cella avrebbe bisogno di soli 5 dollari di elettricità per estrarre circa 1 chilo di litio dall'acqua di mare. Il valore del cloro e dell'idrogeno ottenuti mediante questo progetto sarebbero pià che sufficienti per compensare questo costo estremamente basso, e inoltre l'acqua residua potrebbe essere utilizzata negli impianti di desalinizzazione.

Il team ha poi aggiunto: "continueremo ad ottimizzare la struttura della membrana e il design delle celle per migliorare il più possibile l'efficienza del processo". I ricercatori hanno poi rivelato di confidare nella speranza di poter collaborare con l'industria del vetro per produrre la membrana di LLTO su larga scala e a costi accessibili a tutti.

©RIPRODUZIONE RISERVATA

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