Lithium-Gewinnung bald ohne Umweltschäden
Hochspezifische Membran von Forschern des Imperial College London trennt Salz und Metall
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Laborarbeit: Entwicklung von hocheffizienten Lithium-Membranen im Trend (Foto: imperial.ac.uk) |
London (pte019/13.03.2025/11:33)
Mit einer neuen Technik von Forschern des Imperial College London um Qilei Song lässt sich das für die Batterieherstellung derzeit noch benötigte Lithium umweltverträglicher und billiger gewinnen. Eine neue Membran filtert das begehrte Metall aus lithiumhaltigem Salzwasser, wie es vor allem in Seen in Chile, Argentinien und Bolivien vorkommt, heraus. Bisher wird das Wasser dieser Seen in Bassins geleitet. In einem monatelangen Prozess verdunstet es dort unter Einwirkung der Sonne. Aus dem Salz-Lithium-Gemisch wird das Lithium dann mithilfe von Chemikalien- und Wassereinsatz gewonnen. Die ausgeplünderten Restseen verbleiben als wüstenähnliche Flächen.
Keine Fremdmoleküle
Bei dem neuen Verfahren, das sich auch bei Solen einsetzten lässt, die bei der Nutzung von Erdwärme an die Oberfläche gepumpt werden, um die darin enthaltene Energie zur Stromversorgung oder zur Einspeisung in Fern- und Nahwärmenetze zu nutzen, wird eine Membran eingesetzt, die Salzwasser abtrennt.
Ähnliche Filter werden bereits verwendet, doch sie lassen nicht nur Lithium, sondern auch ähnlich große Moleküle wie Magnesium passieren, sodass in einem weiteren Schritt das begehrte Metall abgetrennt werden muss, was wiederum Geld kostet und die Umwelt belastet.
Hochselektiv für Lithium
Die neue Kunststoffmembran basiert auf Polymeren mit intrinsischer Mikroporosität. Diese sind von Natur aus mit winzigen, sanduhrförmigen Mikroporen durchzogen, die geordnete Kanäle bilden, durch die kleine Moleküle und Ionen wandern können. Jetzt haben die Forscher diese Mikroporen so verfeinert, dass sie hochselektiv für Lithium sind.
In einem Elektrodialysegerät werden die Lithiumionen durch einen elektrischen Strom effektiv durch die Membranmikroporen gezogen, während größere Magnesiumionen, Salz und Verunreinigungen zurückbleiben. Das Produkt ist Lithiumkarbonat, das so rein ist, dass es direkt für die Batterieproduktion genutzt werden kann.
"Die Polymersynthese basiert auf kommerziell erhältlichen Monomeren und einfachen chemischen Modifikationen, wodurch die Skalierung der Membranen relativ einfach ist", sagt Dingchang Yang, Songs Doktorand, der die experimentelle Arbeit leitet. Sie könnten auch leicht in kommerzielle Membran-Module integriert und mit anderen Trennverfahren kombiniert werden, was ihren umfassenden Einsatz beschleunigt.
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