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pte20210604030 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Lithium-Nachschub aus Meerwasser generiert

Forscher der King Abdullah University of Science and Technology bauen elektrochemische Zelle


Meerwasser: wird Lithium-Lieferant (Foto: Nicholas_Demetriades, pixabay.com)
Meerwasser: wird Lithium-Lieferant (Foto: Nicholas_Demetriades, pixabay.com)

Thuwal (pte030/04.06.2021/11:30) - Forscher der King Abdullah University of Science and Technology http://kaust.edu.sa/en haben eine elektrochemische Zelle entwickelt, die gezielt Lithium-Ionen aus dem Meerwasser herausangelt. Genauer gesagt handelt es sich um ein Material mit Poren, die genauso groß sind, dass Lithium-Ionen hindurchschlüpfen können, andere Materialien jedoch nicht. Gleichzeitig produziert die Zelle Wasserstoff, der etwa Brennstoffzellen zur Stromerzeugung versorgen kann sowie Chlorgas, einen chemischen Rohstoff.

Drei-Kammer-Lösung

Die Zelle besteht aus drei Kammern. Das Meerwasser fließt in den mittleren Raum, den eine Keramikmembran aus Lithium-Lanthan-Titan-Oxid (LLTO) vom benachbarten Raum trennt, der eine Pufferlösung und eine mit Platin und Ruthenium beschichtete Kupferkathode enthält. Negativ geladene Teilchen gelangen durch eine Standard-Membran in die dritte Kammer, die eine Natriumchloridlösung und eine Anode enthält, die ebenfalls mit Platin und Ruthenium beschichtet ist. Eine Spannung, die zwischen den Elektroden liegt, sorgt für den Transport der positiv geladenen Ionen in die eine Kammer und der negativ geladenen in die andere.

Die Forscher haben das System mit Wasser aus dem Roten Meer getestet. Bei einer Spannung von 3,25 Volt erzeugt die Zelle an der Kathode Wasserstoffgas und an der Anode Chlorgas. Die elektrische Spannung jagt das Lithium durch die LLTO-Membran. Das Ergebnis ist Wasser, in dem Lithium um ein Vielfaches höher angereichert ist als im Meer. In vier weiteren Schritten wird das Lithium dann in reiner Form gewonnen. Es weist zwar Spuren von anderen Metallen auf, ist aber für die Batterieherstellung rein genug, sagen die Forscher.

Preis konkurrenzlos niedrig

Die Kosten zur Gewinnung von einem Kilogramm Lithium liegen bei fünf Dollar. Das ist deutlich weniger als der Wert des Metalls selbst - Lithium wird derzeit mit sieben Dollar pro Kilogramm gehandelt - und der Nebenprodukte Wasserstoff und Chlor. Die Ozeane enthalten 5.000 Mal mehr Lithium als Lagerstätten auf dem Festland. Der Nachschub wäre also gesichert.

(Ende)
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