Descoberta de membrana torna possível uma extração de lítio mais limpa
Os investigadores desenvolveram um novo processo de extração sustentável de lítio, que poderá ajudar a responder à crescente procura mundial dos metais utilizados nas baterias dos veículos elétricos e no armazenamento de energias renováveis.
As atuais formas de obtenção de lítio são prejudiciais para o ambiente e as abordagens mais sustentáveis são difíceis de executar em grande escala, mas os cientistas desenvolveram novas membranas para extrair o lítio diretamente da água salgada dos lagos utilizando eletricidade, deixando para trás outros iões metálicos.
Publicando as suas conclusões na revista Nature Water, o grupo internacional de investigadores do Reino Unido, França e China revela que o processo constitui uma alternativa promissora aos métodos tradicionais de extração de lítio.
A coautora, a Professora Melanie Britton, da Universidade de Birmingham, revela que “existe uma procura crítica de processos mais sustentáveis que respondam aos desafios globais da disponibilidade de minerais e do abastecimento de água potável, que conduzam a uma economia circular”.
“Acreditamos que as nossas descobertas podem levar a uma extração de lítio mais eficiente e sustentável, o que é crucial para as baterias que alimentam os dispositivos do dia a dia, como smartphones, computadores portáteis e veículos elétricos”, sublinha.
As novas membranas de filtração permitem a extração direta de lítio de salmouras de lagos salgados através de um processo de eletrodiálise seletiva – separando eficazmente os iões de lítio de outros iões presentes na salmoura.
Qilei Song, do Imperial College de Londres, que liderou o trabalho, acredita que esta investigação “poderá reduzir o impacto ambiental da extração de lítio e contribuir para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia mais eficientes para fontes de energia renováveis. Também pode haver aplicações noutras áreas de recuperação de recursos – por exemplo, recuperação de metais críticos de águas residuais, reciclagem de plásticos e baterias”.
Estes novos filtros conseguem distinguir entre iões com uma carga elétrica (monovalentes) e iões com duas cargas (divalentes), o que os torna muito bons na separação de diferentes tipos de iões de sal.
As membranas utilizam canais muito pequenos, inferiores a um nanómetro (um bilionésimo de metro), revestidos com grupos químicos especiais que interagem com os iões à medida que estes passam. O estudante de doutoramento Louie Lovell, da equipa do Prof. Britton, aplicou a técnica de ressonância magnética nuclear por gradiente de campo pulsado (PFG-NMR) para caraterizar a difusão da água e dos iões nos canais subnanométricos das membranas.
Verificaram que os coeficientes de difusão da água dependem fortemente das dimensões dos canais e dos grupos químicos existentes nas membranas. Estas membranas podem produzir carbonato de lítio (Li2CO3) muito puro, de qualidade suficientemente boa para ser utilizado em baterias.