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Toute personne utilisant un téléphone portable, un ordinateur ou un véhicule électrique dépend du lithium. La demande de cet élément est énorme. Et bien que l’offre de lithium dans le monde soit abondante, y accéder et l’extraire reste un processus difficile et inefficace.

Séparer le lithium de l’eau

L’équipe de recherche de l’université du Texas à Austin et de l’université de Californie à Santa Barbara a conçu des membranes permettant une séparation précise du lithium par rapport à d’autres ions, comme le sodium, ce qui améliore considérablement l’efficacité de la collecte de l’élément convoité.

« Les résultats de cette étude ont des implications importantes pour répondre aux contraintes majeures en matière de ressources en lithium, avec la possibilité de l’extraire également de l’eau générée par la production de pétrole et de gaz pour les batteries », a déclaré Benny Freeman, professeur et co-auteur d’un article.

Outre les saumures, les eaux usées générées par la production de pétrole et de gaz contiennent également du lithium, mais restent inexploitées. Selon les chercheurs, une seule semaine d’eau provenant de la fracturation hydraulique dans le schiste Eagle Ford, au Texas, pourrait produire suffisamment de lithium pour 300 batteries de véhicules électriques ou 1,7 million de smartphones. Cet exemple montre l’ampleur des possibilités qu’offre cette nouvelle technique pour augmenter considérablement l’approvisionnement en lithium et réduire les coûts des appareils qui en dépendent.

Une nouvelle membrane en polymères 

Au cœur de cette découverte se trouve une nouvelle membrane en polymères que les chercheurs ont créés à l’aide d’éthers couronnes, des ligands dotés d’une fonctionnalité chimique spécifique permettant de lier certains ions. Les éthers couronnes n’avaient pas encore été appliqués ou étudiés en tant que parties intégrantes de membranes de traitement de l’eau, mais ils peuvent cibler des molécules spécifiques dans l’eau – un ingrédient-clé pour l’extraction du lithium.

Dans la plupart des polymères, le sodium traverse les membranes plus rapidement que le lithium. Toutefois, dans ces nouveaux matériaux, le lithium se déplace plus rapidement que le sodium, qui est un contaminant courant dans les saumures contenant du lithium. Grâce à une modélisation informatique, l’équipe a découvert la raison de ce phénomène. Les ions sodium se lient aux éthers couronnes, ce qui les ralentit, tandis que les ions lithium restent libres, ce qui leur permet de se déplacer plus rapidement dans le polymère.

Une nouvelle frontière dans la science des membranes

Ces résultats représentent une nouvelle frontière dans la science des membranes qui a nécessité une collaboration plus poussée entre les universités dans des domaines tels que la synthèse des polymères, la caractérisation des membranes et la simulation par modélisation. Cette recherche a été soutenue dans le cadre du Center for Materials for Water and Energy Systems, un centre de recherche sur les frontières de l’énergie à l’UT Austin financé par le ministère américain de l’Énergie.

Cette recherche a été publiée dans PNAS.

Source : The University of Texas at Austin
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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Toute personne utilisant un téléphone portable, un ordinateur ou un véhicule électrique dépend du lithium. La demande de cet élément est énorme. Et bien que l'offre de lithium dans le monde soit abondante, y accéder et l'extraire reste un processus difficile et inefficace. Séparer le lithium de l'eau L'équipe de recherche...