Extração sustentável de lítio para baterias EV

Na corrida para garantir as baterias de lítio para veículos elétricos (EV), os pesquisadores da Universidade de Rice revelaram um método de extração inovador que poderia transformar a indústria.Seu estudo, publicado na Science Advances, demonstra um uso inovador de eletrólitos de estado sólido (SSEs) como materiais de membrana, alcançando a seletividade de lítio quase perfeita em soluções aquosas.

Inicialmente projetado para condução de íons de lítio em baterias de estado sólido, os SSEs foram reaproveitados para permitir um nível sem precedentes de separação de íons.Ao contrário das membranas convencionais que usam poros em nanoescala para transporte de íons, as SSEs operam através de um mecanismo de salto anidra em uma rede cristalina rígida.Essa estrutura bloqueia efetivamente íons concorrentes como sódio e magnésio, permitindo que apenas o lítio passasse.


"O desafio não está apenas aumentando a produção de lítio - está fazendo isso de maneira sustentável e economicamente viável", disse o pesquisador principal Menachem Elimelech, professor da Universidade de Rice.

Os métodos tradicionais de extração de lítio, incluindo mineração e evaporação de salmoura, são intensivos em recursos e ambientalmente prejudiciais.Os cientistas têm explorado a extração direta de lítio (DLE) de fontes não convencionais, como águas residuais industriais e salmoura geotérmica, para resolver esses problemas.No entanto, as tecnologias DLE existentes lutam com a seletividade de íons, tornando a separação de lítio ineficiente.

A equipe da Elimelech superou esse desafio usando as membranas baseadas em SSE em um sistema de eletrodiálise, onde um campo elétrico aplicado aciona os íons de lítio em toda a membrana.Mesmo em soluções com altas concentrações de íons concorrentes, as membranas SSE alcançaram consistentemente os níveis de pureza de lítio que as tecnologias convencionais não alcançaram.

"A treliça SSE atua como uma peneira molecular, excluindo íons indesejados enquanto permitem que o lítio passasse", explicou Sohum Patel, o primeiro autor e pesquisador de pós -doutorado do estudo do MIT.

À medida que a demanda de lítio surge nos setores de EV, eletrônicos e energia renovável, esse avanço pode fornecer uma solução sustentável para a colheita de lítio.Ao reduzir a dependência de mineração e purificação com uso intensivo de produtos químicos, a extração baseada em SSE pode garantir um suprimento estável de lítio com o mínimo impacto ambiental.Além do lítio, os pesquisadores acreditam que as membranas da SSE podem inspirar novas tecnologias para extrair outros elementos críticos, abrindo caminho para a recuperação mais sustentável de recursos.