EV 배터리의 지속 가능한 리튬 추출

전기 자동차 (EV) 배터리에 리튬을 확보하기위한 경주에서 Rice University의 연구원들은 업계를 변화시킬 수있는 획기적인 추출 방법을 공개했습니다.Science Advances에 발표 된 그들의 연구는 막 재료로서 고체 전해질 (SSES)의 혁신적인 사용을 보여 주며 수용액에서 거의 완벽한 리튬 선택성을 달성합니다.

고체 배터리에서 리튬 이온 전도를 위해 설계된 초기에 SSE는 전례없는 수준의 이온 분리를 가능하게하기 위해 용도 변경되었습니다.이온 수송에 나노 스케일 구멍을 사용하는 기존의 막과는 달리, SSE는 강성 결정 격자 내에서 무수 호핑 메커니즘을 통해 작동합니다.이 구조는 나트륨 및 마그네슘과 같은 경쟁 이온을 효과적으로 차단하여 리튬 만 통과 할 수있게합니다.


Rice University의 교수 인 Menachem Empermelech는“이 과제는 리튬 생산을 늘리는 것뿐만 아니라 지속 가능하고 경제적으로 실행 가능한 방식으로 그렇게하고 있습니다.

채굴 및 소금물 증발을 포함한 전통적인 리튬 추출 방법은 자원 집약적이고 환경 적으로 유해합니다.과학자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 산업 폐수 및 지열 소금물과 같은 비 전통적인 출처에서 직접 리튬 추출 (DLE)을 탐색 해 왔습니다.그러나 기존의 DLE 기술은 이온 선택성으로 어려움을 겪고 리튬 분리를 비효율적으로 만듭니다.

Emelech의 팀은 전극 시스템에서 SSE 기반 멤브레인을 사용 하여이 과제를 극복했으며, 이는 적용된 전기장이 막을 가로 질러 리튬 이온을 구동합니다.고농도의 경쟁 이온을 갖는 솔루션에서도 SSE 멤브레인은 기존 기술에 도달하지 못한 리튬 순도 수준을 일관되게 달성했습니다.

MIT의 연구의 첫 저자이자 박사후 연구원 인 Sohum Patel은“SSE 격자는 원치 않는 이온을 제외하고 리튬을 통과 할 수있게하는 분자 체 역할을한다.

EV, 전자 제품 및 재생 가능 에너지 부문의 리튬 수요가 급증함에 따라,이 돌파구는 리튬 수확을위한 지속 가능한 솔루션을 제공 할 수 있습니다.채굴 및 화학적 집약적 정제에 대한 의존을 줄임으로써 SSE 기반 추출은 최소한의 환경 영향으로 안정적인 리튬 공급을 보장 할 수 있습니다.리튬 이외에도 연구원들은 SSE 멤브레인이 다른 중요한 요소를 추출하는 데 새로운 기술을 고무시켜보다 지속 가능한 자원 복구를위한 길을 열어 줄 수 있다고 생각합니다.