Lithium-Gewinnung ohne Gefahr für Umwelt
Elektrodialyse-Verfahren der Rice University macht riesige Verdunstungsteiche bald überflüssig
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Laboranlage zur Lithium-Gewinnung: Elektrodialyse deutlich effizienter (Foto: Jorge Vidal, rice.edu) |
Houston (pte002/07.10.2025/06:05)
Forscher der Rice University wollen die Lithium-Gewinnung umweltverträglicher machen. Sie extrahieren das Metall, den wichtigsten Bestandteil moderner Hochleistungsbatterien, mittels einer Membran und einem elektrolytischen Verfahren aus dem Rohstoff, einer Sole, die neben Lithiumsalzen auch andere Bestandteile hat. Die Membran lässt ausschließlich Lithium-Ionen passieren. Alles andere bleibt zurück. Damit entfällt die bisher nötige Trennung des Wertstoffes von den Abfällen.
Völlig zerstörte Landschaften
Heute wird Lithium gewonnen, indem die Sole, die dieses Metall enthält, in riesigen Lagerbecken verdunstet. Die Wärmeenergie liefert die Sonne - ein vermeintlich schonendes Verfahren. "Die heute am häufigsten verwendete Methode zur Lithium-Gewinnung in großem Maßstab erfordert riesige Verdunstungsteiche und chemische Fällung. Der Prozess kann über ein Jahr dauern, bis die Zielkonzentration erreicht ist, und hat eine relativ geringe Lithium-Ausbeute", sagt Forschungsleiter Qilin Li.
Dem Fachmann nach verbraucht die bisherige Methode außerdem viel Wasser, oft an Orten, die bereits unter Wasserknappheit leiden, und produziert erhebliche Mengen an chemischen Abfällen. Gebe eine Region nichts mehr her, bleibe sie völlig zerstört zurück. Die neue Methode namens Elektrodialyse ähnele der zur Aufspaltung von Wasser in Wasser und Sauerstoff.
Membran stoppt andere Ionen
Die neue Membran, die aus drei Schichten besteht, trennt drei Kammern voneinander. In die mittlere fließt lithiumhaltige Sole, die anderen enthalten reines Wasser. Wird an die äußeren Kammern eine elektrische Spannung angelegt, wandern alle positiv geladenen Atome, darunter die des Lithiums, in Richtung der elektrisch negativ geladenen Elektrode. All diese Ionen versuchen, die Membran zu durchbrechen, doch diese ist so gestaltet, dass nur das Lithium hindurchpasst.
In der entsprechenden Kammer reichern sich also die Lithium-Ionen an, Verunreinigungen sind ausgeschlossen, unterstreicht Li. "Das Verfahren ist für die Lithium-Produktion in großem Maßstab geeignet, was den Weg für ihren Einsatz in industriellen Umgebungen ebnen könnte", ergänzt Lis Kollege Jun Lou. In ersten Versuchen sei die Membran nach zweiwöchigem Dauerbetrieb noch so zuverlässig gewesen wie am Anfang.
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