Forskere: Utvinner litium for batterier fra sjøvann

I Saudi-Arabia har forskere utviklet en celle og en membran som trekker ut litiumioner fra sjøvann. Det innsamlede materialet sies å være rent nok til å brukes av batteriindustrien.

Forskere: Utvinner litium for batterier fra sjøvann
Andelen litium i havet ligger på opptil 0,2 ppm, men forskerne kan øke konsentrasjonen till 9000 ppm. Foto: The Royal Society of Chemistry

Tilgangen på litium er begrenset, og den høye prisen på råvaren er en faktor bak jakten på billigere batterikjemi. Prognosen er dessuten at den landbaserte reserven forventes å være uttømt innen 2080.

Mengden litium i havet er i beste fall 0,2 milliondeler (ppm), men en rekke forskningsprosjekter har jobbet med metoder for å utvinne grunnstoffet fra vannet – inkludert i Japan. Nå har King Abdullah University of Science and Technology (Kaust) utviklet en teknologi som sies å gjøre utvinning til en lav kostnad.

Det er en elektrokjemisk celle med en keramisk membran som består av litium-lantan-titanoksid (LLTO). Sjøvann føres inn i cellens hovedkammer, og litiumioner passerer gjennom membranen for å samles i et sidekammer.

Åpningene i membranstrukturen er så små at større metallioner holdes utenfor. I sidekammeret er det en bufferløsning som holder en stabil pH-verdi, samt en kobberkatode belagt med platina og ruthenium.

Ved anionbytter og membranfiltrering føres de negative ionene til et tredje kammer som inneholder en natriumkloridoppløsning og en platina-ruthenium-anode. Ved en spenning på 3,25 volt genererer cellen hydrogen ved katoden og klorgass ved anoden – dette driver igjen transporten av litium gjennom LLTO-membranen.

Forskerne startet med vannet i Rødehavet. Etter fem anrikningssykluser nådde vannet i cellen en litiummengde på 9000 ppm. Takket være justeringen av pH-verdien til løsningen er litiumet rent nok til å brukes i batteriproduksjon.

Ifølge forskerne er dette første gang en såkalt LLTO-membran er brukt til å samle inn og konsentrere litium. Arbeidet deres er publisert i Energy & Environmental Science. Nå vil forskerne fortsette å jobbe med optimalisering av membranen og utformingen av cellen.

Artikkelen ble først publisert av Ny Teknik.

Les også