Tối ưu hoá chiết xuất Lithium từ nước biển

Tùng Lâm - Thứ hai, 10/06/2024 11:27 (GMT+7)

Nhóm nghiên cứu đến từ Trường Kỹ thuật Phân tử (PME) thuộc Đại học Chicago (Mỹ) vừa đạt được thành tựu đáng chú ý trong việc chiết xuất lithium từ nước biển, nước ngầm và “nước chảy ngược” - phụ phẩm của hoạt động thủy lực cắt phá và khai thác dầu khí.

Thông tin được chia sẻ trên trang Interesting Engineering mở ra hướng đi mới trong việc khai thác khoáng sản cần thiết cho ngành sản xuất pin và góp phần bảo vệ môi trường.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng sắt phốt phát dạng hạt để tách lithium khỏi chất lỏng. Phương pháp này dựa trên việc tối ưu hóa mạng tinh thể olivin sắt phốt phát, một loại cấu trúc tinh thể cho phép hút lithium vào các khoảng trống bên trong giống như nước thấm vào lỗ trên miếng bọt biển. Điều này giúp chiết xuất lithium hiệu quả từ các nguồn chất lỏng rất loãng.

tm-img-alt — Lithium được xem là "vàng trắng" trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tăng cao. Ảnh: ITN

Trong quá trình thử nghiệm, nhóm đã tìm ra kích thước và hình dạng hạt sắt phốt phát lý tưởng cho việc chiết xuất lithium. Các hạt có kích thước dao động từ 20 đến 6.000 nanomet được tạo ra và thử nghiệm. Kết quả cho thấy, hạt quá lớn hoặc quá nhỏ đều khiến lượng ion natri đi qua nhiều hơn, làm giảm độ tinh khiết của lithium chiết xuất. Do đó, việc xác định kích thước và hình dạng tối ưu của hạt sắt phốt phát là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu suất chiết xuất cao.

Giáo sư Chong Liu của PME, Đại học Chicago, nhận định: “Phương pháp của chúng tôi cho phép khai thác hiệu quả khoáng chất từ chất lỏng rất loãng, mở rộng đáng kể nguồn lithium tiềm năng.” Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhu cầu lithium tăng vọt do sự phổ biến của xe điện.

Phương pháp chiết xuất truyền thống từ quặng đá hay nước biển thường chậm, tiêu tốn nhiều năng lượng và gây hại cho môi trường. Trong khi đó, phương pháp tối ưu hóa của nhóm PME không chỉ nhanh hơn mà còn thân thiện với môi trường hơn. Điều này có thể giúp ngành công nghiệp pin đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Nghiên cứu của nhóm PME tại Đại học Chicago đã mở ra một triển vọng mới trong việc chiết xuất lithium từ nước biển và các nguồn chất lỏng loãng khác. Với khả năng chiết xuất nhanh hơn, sạch hơn và hiệu quả hơn, phương pháp này không chỉ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lithium mà còn góp phần bảo vệ môi trường, hứa hẹn mang lại những thay đổi tích cực cho ngành sản xuất pin và công nghệ năng lượng tái tạo.