پیشرفت قابل توجهی در استخراج لیتیوم از تحقیقات اخیر پدید آمده است که پتانسیل بهبود چشم انداز انرژی جهانی را دارد.
به گزارش اس‌ای، مؤسسه فیوژن انرژی کره(KFE) با به نمایش گذاشتن مطالعه‌ای که به افزایش ۳ برابری بازدهی استخراج لیتیوم در مقایسه با روش‌های معمولی دست یافته است، از جدیدترین پیشرفت خود رونمایی کرد.
این شاهکار که توسط تیم پژوهشگران این موسسه رهبری می‌شود، از طریق استفاده نوآورانه از فناوری پلاسمای مایکروویو دی اکسید کربن به دست آمد. به گفته این تیم، پیامدهای این توسعه عمیق است و نویدبخش رفع چالش‌های حیاتی در تامین لیتیوم برای صنایع در حال رشد مانند خودروهای الکتریکی و ذخیره انرژی تجدیدپذیر است.
به گفته این تیم، از آنجایی که تقاضا برای لیتیوم همچنان در حال افزایش است که با انتقال شتابان به سمت راه‌حل‌های انرژی پایدار تقویت می‌شود، این رویکرد جدید نویدبخش پاسخگویی به نیازهای در حال تکامل آینده‌ای سبزتر است.
جزئیات تحقیقات این تیم در مجله Desalination منتشر شده است.
چالش‌های پایدار
در تلاش برای استخراج کارآمد لیتیوم، دو روش اصلی مدت‌هاست که غالب بوده‌اند که هر کدام چالش‌های خود را دارند. رویکرد مرسوم شامل مخلوط کردن کربنات سدیم(Na۲CO۳) با آب نمک غنی از لیتیوم و تولید کربنات لیتیوم(Li۲CO۳) از طریق یک فرآیند پیچیده است. با این حال، هنگامی که کربنات لیتیوم با ناخالصی‌های سدیم درگیر می‌شود، اشکال قابل توجه ظاهر می‌شود و طی مراحل جداسازی بیشتر را ضروری می‌کند.
یک روش جایگزین، استفاده از گاز دی اکسید کربن به جای کربنات سدیم است که یک راه حل بالقوه ارائه می‌دهد. با این حال، این روش با یک مانع روبرو می‌شود که نرخ پایین استخراج در آب نمک و جایی است که نمک لیتیوم با کلر پیوند ایجاد می‌کند. این یک مانع مهم است که نیاز به تحقیقات بیشتر برای غلبه بر آن دارد.
تلاش‌ها برای پالایش فرآیندهای استخراج لیتیوم در حال انجام است که به دلیل نیاز فوری برای برآورده کردن تقاضاهای فزاینده صنایعی مانند خودروهای الکتریکی و ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر انجام می‌شود.
به گفته پژوهشگران KFE، همانطور که دانشمندان به شکلی عمیق‌تر در این چالش‌ها کاوش می‌کنند، پیشرفت‌ها کلید باز کردن آینده‌ای پایدارتر با فناوری لیتیوم-یون هستند.
نتایج امیدوار کننده
این تیم از قدرت فناوری پلاسمای مایکروویو دی اکسید کربن برای افزایش قابل توجه نرخ استخراج لیتیوم استفاده کردند. این رویکرد شامل یونیزه کردن دی اکسید کربن به حالت پلاسما است که نشانگر پیشرفتی اساسی در تلاش برای روش‌های استخراج کارآمدتر است.
پژوهشگران در KFE یک مجموعه آزمایش‌ها را برای مقایسه کارایی استخراج لیتیوم با پلاسما دی اکسید کربن در مقابل روش‌های سنتی آغاز کردند. یافته‌های آنها با استفاده از آب نمک شبیه‌سازی شده به عنوان محل آزمایش، افزایش خیره‌کننده ۳ برابری در نرخ استخراج را هنگام استفاده از فناوری پلاسما نشان داد.
به گفته این تیم، نتایج بسیار دلگرم کننده هستند، زیرا تزریق مستقیم گاز دی اکسید کربن نرخ استخراج متوسط ۱۰.۳ درصدی را به همراه داشت و معرفی پلاسمای دی اکسید کربن نرخ استخراج را به ۲۷.۸۷ درصد رساند. این نشان‌دهنده یک تغییر الگو در روش‌های استخراج لیتیوم است که نگاهی اجمالی به پتانسیل گسترده فناوری پلاسما در بهینه‌سازی استفاده از منابع ارائه می‌دهد.
تیم پژوهشگران KFE ادعا می‌کند که این تحقیق نشان‌دهنده یک لحظه تاریخی در این زمینه است و مزایای ملموس ادغام فناوری پلاسما در فرآیند استخراج لیتیوم را برای اولین بار نشان می‌دهد.
دکتر جونگ کئون یانگ نویسنده ارشد این مقاله تحقیقاتی از KFE می‌گوید: توانستیم بر اثرات گرما و یون‌ها، الکترون‌ها، رادیکال‌ها و غیره را که هنگام تشکیل پلاسمای دی اکسید کربن بر سرعت استخراج لیتیوم تاثیر می‌گذارند، غلبه کنیم.
پژوهشگران امیدوارند فرآیندهای استخراج لیتیوم مبتنی بر پلاسما، راه جدیدی برای پیشرفت این فناوری ارائه دهد که قادر به استخراج موثر لیتیوم از آب دریا، حتی در غلظت‌های پایین‌تر لیتیوم باشد.
سوک جائه یو رئیس KFE در بیانیه‌ای گفت: لیتیوم به دست آمده از آب دریا یک جزء حیاتی در تولید انرژی همجوشی است و ما به انجام تحقیقات در زمینه توسعه انرژی همجوشی و استفاده از سوخت انرژی همجوشی ادامه خواهیم داد.
