Tò mò "kho báu” khiến cả thế giới thèm muốn ẩn trong nước biển

Đó chính là lithium - một siêu chất để sản xuất pin lithium - loại công nghệ pin tiên tiến đã xuất hiện trong điện thoại, máy tính, ô tô điện,...Mặc dù so với trên đất liền thì nước biển chứa lượng lithium nhiều hơn 5.000 lần, nhưng nó tồn tại ở nồng độ cực thấp, chỉ khoảng 0,2 phần triệu. Phương pháp tách liti ra khỏi hỗn hợp kim loại gồm cả natri, kali, magie trong nước biển cũng rất khó, hầu như thu được rất ít liti.Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (Ả Rập Xê Út) đã phát triển thứ mà họ tin rằng sẽ là một hệ thống khả thi về mặt kinh tế để chiết xuất lithium có độ tinh khiết cao từ nước biển.Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu do Zhiping Lai đứng đầu đã thử một phương pháp mới hoàn toàn so với trước đây để chiết xuất các ion liti. Họ đã sử dụng một tế bào điện hóa có chứa một màng gốm làm từ oxit titan lithium lantan (LLTO).Các nhà nghiên cứu giải thích rằng cấu trúc tinh thể của màng chứa các lỗ đủ rộng cho phép các ion liti đi qua đồng thời ngăn chặn các ion kim loại lớn hơn khác.Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống trên bằng cách sử dụng nước từ Biển Đỏ. Ở 3,25 V, tế bào sinh ra khí hiđro ở cực âm và khí clo ở cực dương. Điều này kích thích sự vận chuyển liti qua màng LLTO.Nước làm giàu liti sau đó được sử dụng làm nguyên liệu để khai thác liti. Sau khi trải qua bốn chu kỳ xử lý nữa, cuối cùng các nhà khoa học đã đạt được nồng độ lithium hơn 9000 ppm (đơn vị đo mật độ thường dành cho các mật độ tương đối thấp).Để làm cho sản phẩm cuối cùng đủ tinh khiết đáp ứng yêu cầu của các công ty sản xuất pin, các nhà khoa học đã điều chỉnh độ pH của dung dịch để tạo ra lithium phosphate rắn có chứa các dấu vết đơn giản của các ion kim loại khác.Theo các nhà nghiên cứu, tế bào điện hóa sẽ cần chi phí điện năng (khoảng 5 đô la) để chiết xuất 1 kg lithium từ nước biển.Điều này có nghĩa là giá trị của hidro và clo do tế bào tạo ra sẽ bù đắp được chi phí điện năng, và nước biển dư cũng có thể được sử dụng trong các nhà máy khử muối để cung cấp nước ngọt.Trước đó, để chiết xuất lithium ở quy mô lớn hơn, cần một lượng nước biển khổng lồ, do đó cũng cần rất nhiều chi phí cho năng lượng để bơm lượng nước này qua các cơ sở.Phương pháp của các nhà khoa học Ả Rập Xê Út được cho là để giải quyết vấn đề này.Nghiên cứu này đã mở ra một phương pháp mới giúp cung cấp lithium tinh khiết nhằm phục vụ cho công tác chế tạo pin lithium trong tương lai.

Đó chính là lithium - một siêu chất để sản xuất pin lithium - loại công nghệ pin tiên tiến đã xuất hiện trong điện thoại, máy tính, ô tô điện,...

Mặc dù so với trên đất liền thì nước biển chứa lượng lithium nhiều hơn 5.000 lần, nhưng nó tồn tại ở nồng độ cực thấp, chỉ khoảng 0,2 phần triệu. Phương pháp tách liti ra khỏi hỗn hợp kim loại gồm cả natri, kali, magie trong nước biển cũng rất khó, hầu như thu được rất ít liti.

Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (Ả Rập Xê Út) đã phát triển thứ mà họ tin rằng sẽ là một hệ thống khả thi về mặt kinh tế để chiết xuất lithium có độ tinh khiết cao từ nước biển.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu do Zhiping Lai đứng đầu đã thử một phương pháp mới hoàn toàn so với trước đây để chiết xuất các ion liti. Họ đã sử dụng một tế bào điện hóa có chứa một màng gốm làm từ oxit titan lithium lantan (LLTO).

Các nhà nghiên cứu giải thích rằng cấu trúc tinh thể của màng chứa các lỗ đủ rộng cho phép các ion liti đi qua đồng thời ngăn chặn các ion kim loại lớn hơn khác.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống trên bằng cách sử dụng nước từ Biển Đỏ. Ở 3,25 V, tế bào sinh ra khí hiđro ở cực âm và khí clo ở cực dương. Điều này kích thích sự vận chuyển liti qua màng LLTO.

Nước làm giàu liti sau đó được sử dụng làm nguyên liệu để khai thác liti. Sau khi trải qua bốn chu kỳ xử lý nữa, cuối cùng các nhà khoa học đã đạt được nồng độ lithium hơn 9000 ppm (đơn vị đo mật độ thường dành cho các mật độ tương đối thấp).

Để làm cho sản phẩm cuối cùng đủ tinh khiết đáp ứng yêu cầu của các công ty sản xuất pin, các nhà khoa học đã điều chỉnh độ pH của dung dịch để tạo ra lithium phosphate rắn có chứa các dấu vết đơn giản của các ion kim loại khác.

Theo các nhà nghiên cứu, tế bào điện hóa sẽ cần chi phí điện năng (khoảng 5 đô la) để chiết xuất 1 kg lithium từ nước biển.

Điều này có nghĩa là giá trị của hidro và clo do tế bào tạo ra sẽ bù đắp được chi phí điện năng, và nước biển dư cũng có thể được sử dụng trong các nhà máy khử muối để cung cấp nước ngọt.

Trước đó, để chiết xuất lithium ở quy mô lớn hơn, cần một lượng nước biển khổng lồ, do đó cũng cần rất nhiều chi phí cho năng lượng để bơm lượng nước này qua các cơ sở.

Phương pháp của các nhà khoa học Ả Rập Xê Út được cho là để giải quyết vấn đề này.

Nghiên cứu này đã mở ra một phương pháp mới giúp cung cấp lithium tinh khiết nhằm phục vụ cho công tác chế tạo pin lithium trong tương lai.