Một đổi mới đột phá trong sản xuất lithium đã xuất hiện từ các phòng thí nghiệm của Đại học Princeton, hứa hẹn sẽ định hình lại nền tảng năng lượng sạch.
Khi thế giới chạy đua với ô tô điện và lưu trữ năng lượng lưới điện, lithium đã trở thành một thành phần quan trọng cho một tương lai bền vững. Tuy nhiên, các phương pháp khai thác lithium truyền thống, thường trải rộng trên diện tích rộng lớn và thời gian kéo dài, đã gây ra lo ngại về môi trường.
Xem thêm:
Bước Đột Phá Mang Tính Cách Mạng Của Nước Sơn Từ Đại Học Stanford
Nhà Khoa Học Nữ Tại Đai Học Harvard Có Thể Điều Khiển Làm Cho Ánh Sáng Dừng Hoặc Chậm Lại.
Phương pháp tiếp cận khéo léo của nhóm nghiên cứu Princeton, được giới thiệu trên Nature Water, tập trung vào các sợi xốp được thiết kế khéo léo với lõi hút nước và bề mặt chống thấm nước. Những sợi này, giống như sợi dây, được nhúng vào dung dịch nước muối.
Sử dụng lực mao dẫn, tương tự như cách cây hút nước từ rễ lên lá, nước di chuyển lên trên qua các sợi. Sau đó, nước bay hơi, để lại các ion muối cô đặc, bao gồm natri và lithium. Theo thời gian, các tinh thể natri clorua và lithium chloride hình thành trên các sợi, tạo điều kiện thu hoạch dễ dàng.
Điều đáng chú ý là phương pháp này không chỉ tập trung các muối mà còn khiến lithium và natri kết tinh riêng biệt dọc theo các sợi. Sự phân ly tự nhiên này cho phép thu thập lithium và natri mà không cần thêm hóa chất, một sự khác biệt đáng kể so với các kỹ thuật thông thường.
Giáo sư Z. Jason Ren, trưởng nhóm nghiên cứu, giải thích: “Chúng tôi đã hướng tới việc tận dụng các quá trình cơ bản của sự bay hơi và lực mao dẫn để cô đặc, tách và thu hoạch lithium, loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất bổ sung và tiết kiệm nước đáng kể so với các phương pháp truyền thống”.
Khai thác lithium theo phương pháp truyền thống thường bao gồm xây dựng các ao bay hơi rộng lớn, một quá trình tốn thời gian với khả năng khả thi hạn chế ở một số khu vực nhất định. Ngược lại, kỹ thuật dây cung cấp một giải pháp thay thế nhỏ gọn và nhanh chóng.
Mặc dù việc mở rộng quy mô để sử dụng công nghiệp vẫn là một thách thức, nhưng các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ giảm nhu cầu về đất đai hơn 90% so với hoạt động hiện tại. Đổi mới này có thể đẩy nhanh sản xuất lithium hơn 20 lần so với ao bay hơi truyền thống, có khả năng thu hoạch lithium ban đầu trong vòng chưa đầy một tháng.
Hơn nữa, cách tiếp cận nhỏ gọn, hiệu quả về chi phí và nhanh chóng này có thể mở ra những hướng đi mới cho việc khai thác lithium, bao gồm các giếng dầu và khí đốt đã sử dụng, nước mặn địa nhiệt và thậm chí cả nước biển. Với vật liệu giá cả phải chăng và không cần xử lý hóa học, công nghệ này hứa hẹn được áp dụng rộng rãi và tiếp tục được nâng cao.
Đội ngũ Princeton hiện đang phát triển kỹ thuật thế hệ thứ hai, nhằm nâng cao hiệu quả, năng suất và kiểm soát quá trình kết tinh. Công ty khởi nghiệp của họ, PureLi Inc., dự kiến sẽ tinh chỉnh công nghệ để áp dụng rộng rãi hơn trên thị trường, báo hiệu một cuộc cách mạng tiềm năng trong sản xuất lithium có thể định hình lại tương lai năng lượng sạch của thế giới.