Саудовская Аравия собирается добывать из морской воды литий высокой чистоты

Группа ученых из Научно-технологического университета короля Абдаллы (Саудовская Аравия) сообщили о разработке решения для добычи из морской воды дешёвого лития высокой чистоты. Соответствующая статья опубликована в журнале Energy & Environmental Science.

В морской воде содержится гораздо больше лития, чем на суше, однако концентрация его чрезвычайно низка, около 0,2 части на миллион.

Для повышения содержания лития учёные разработали электрохимическую ячейку с мембраной из оксидов лития, лантана и титана (LLTO). Кристаллическая структура мембраны позволяет пропускать ионы лития, блокируя ионы других металлов.

Сама ячейка состоит из трех камер: морская вода поступает в центральную, после чего положительно заряженные ионы лития проходят через LLTO-мембрану в боковой отсек с буферным раствором и медным катодом, покрытым платиной и рутением. В то же время отрицательно заряженные ионы проходят через стандартную мембрану для фильтрации анионов, попадая в третью камеру с раствором хлорида натрия и платино-рутениевым анодом.

Группа тестировала систему на воде из Красного моря. При напряжении 3,25 В ячейка вырабатывает водород на катоде и хлор на аноде, при этом концентрация лития в боковой камере растет. После четырех последовательных циклов электролиза содержание лития в обогащённом растворе достигает 9000 частей на миллион (0,9%). Чтобы готовый продукт отвечал запросам производителей аккумуляторов, ученые скорректировали кислотность раствора и получили твёрдый фосфат лития с незначительными следами ионов других металлов.

По оценкам исследователей, расходы на электричество при производстве килограмма лития составят приблизительно 5 долл., которые могут быть компенсированы продажей полученных водорода и хлора. Морскую воду также можно использовать для дальнейшего опреснения.