Nhu cầu lithium toàn cầu đang tăng mạnh do ứng dụng rộng rãi trong pin sạc, thúc đẩy các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển một phương pháp sản xuất bền vững hơn. Công nghệ mới này sử dụng thiết bị bay hơi năng lượng mặt trời để chiết xuất lithium từ các hồ nước mặn, đồng thời tạo ra nước ngọt như một sản phẩm phụ đầy tiềm năng.
Giáo sư Yu Tang, nhà hóa học tại Đại học Lan Châu, Trung Quốc, đồng thời là đồng tác giả nghiên cứu, nhấn mạnh: “Nghiên cứu này hướng tới việc mở rộng quy mô chiết xuất lithium thân thiện với môi trường từ nguồn tài nguyên muối dồi dào, đồng thời thúc đẩy mục tiêu khử carbon toàn cầu thông qua tích hợp năng lượng mặt trời tái tạo.”
Hiện nay, phần lớn lithium được khai thác từ các mỏ quặng, nhưng cũng có một số kỹ thuật chiết xuất từ nước mặn. Tuy nhiên, các phương pháp này thường đòi hỏi diện tích đất lớn, quy trình kéo dài nhiều tháng và sử dụng hóa chất ăn mòn, gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường và kinh tế. Hơn nữa, các hồ nước mặn thường có nồng độ lithium thấp và hiệu suất chiết xuất không cao.
Công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials ngày 3/9, phương pháp mới sử dụng công nghệ bay hơi năng lượng mặt trời hứa hẹn mang lại một giải pháp hiệu quả. Thiết bị bay hơi sử dụng một dạng mangan dioxit (MnO2) có khả năng liên kết mạnh mẽ với lithium để chiết xuất lithium từ nước muối.
Kết quả thử nghiệm cho thấy phương pháp này không chỉ thu thập lithium với tác động môi trường thấp mà còn loại bỏ muối và các khoáng chất khác khỏi nước, tạo ra nước ngọt thông qua quá trình khử muối. Hệ thống tích hợp này kết hợp tăng cường quang nhiệt, hấp phụ ion chọn lọc và thiết kế có khả năng mở rộng quy mô để cải thiện hiệu suất. Hiệu ứng nhiệt từ năng lượng mặt trời làm tăng nhiệt độ dung dịch, giảm độ nhớt, từ đó tăng tốc độ khuếch tán lithium và thúc đẩy quá trình hấp thụ.
Trong các thử nghiệm thực địa, nhóm nghiên cứu đã đạt được độ chọn lọc lithium lên đến 89,5%. Họ cũng phát triển một thiết bị bay hơi quy mô lớn cho kết quả tương đương khi thử nghiệm ngoài trời. Nước ngọt được tạo ra đáp ứng các tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới, mở ra tiềm năng giải quyết tình trạng khan hiếm nước ngọt, vốn chỉ chiếm 3% lượng nước trên toàn cầu.
So với các phương pháp thông thường, phương pháp mới giúp giảm 87% nhu cầu năng lượng và giảm từ 77,35% đến 93,11% chi phí môi trường. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng phát hiện này sẽ cung cấp một giải pháp thân thiện với môi trường cho vấn đề thiếu hụt lithium, đồng thời tạo ra nguồn nước ngọt quý giá.
Lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong xe điện, thiết bị điện tử và hệ thống lưu trữ năng lượng, khiến lithium trở thành một khoáng sản ngày càng quan trọng. Nhu cầu lithium đã tăng gấp ba lần kể từ năm 2017, và các chuyên gia dự đoán nguồn cung có thể thiếu hụt vào những năm 2030. Để ngăn chặn tình trạng này, các nhà khoa học đang nỗ lực phát triển các giải pháp khai thác lithium hiệu quả hơn từ tự nhiên, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Admin
Nguồn: VnExpress
