توسعه راهکاری مؤثر مبتنی بر فناوری نانو برای استخراج لیتیوم

تقاضا برای استخراج لیتیوم در نتیجه استفاده از آن در چندین زمینه مختلف روز به روز در حال افزایش است. با پیشرفت‌های جدید فناوری تنها در حوزه خودروی برقی این تقاضا افزایش یافته است. با این حال، ممکن است فرآیند استخراج لیتیوم برای شرکت‌های فناور بسیار طولانی بوده و مقرون‌به‌صرفه نباشد. لیتوس، یک شرکت تازه‌تاسیس از دانشگاه کلگری، قصد دارد با ارائه راهکارهای منحصربفرد استخراج لیتیوم با استفاده از نانوفناوری در محصول جدید خود موسوم به LiNC، بازار را تغییر دهد. این مقاله عملکرد استخراج لیتیوم و چگونگی تحولی که لیتوس می‌تواند در این زمینه ایجاد کند را بررسی خواهد کرد.

توسعه راهکاری مؤثر مبتنی بر فناوری نانو برای استخراج لیتیوم

شرکت لیتوس (Litus) در سال ۲۰۱۹ و براساس تحقیقاتی که در دانشگاه کلگری انجام شده بود، شکل گرفت. این شرکت از تخصص تیمی، شامل گروهی از شیمی دان‌ها، متخصصان حوزه نانوفناوری، مهندسان فرآیند شیمیایی و متخصصان حرفه‌ای کسب‌وکار بهره می‌برد. تیم لیتوس سابقه موفقیت در دستاوردهای علمی و توسعه فناوری‌های نوین برای ترقی صنعتی و تجاری را به اثبات رسانده است.

با عرضه محصول جدید LiNC، لیتوس یک راهکار استخراج لیتیوم در انتظار ثبت اختراع را معرفی کرد که در ابتدا در دانشگاه کالگری آلبرتا، در کانادا توسعه یافته بود. این فناوری از یک ماده کامپوزیت مبتنی بر نانوفناوری با میل ترکیبی یونی قوی و گزینش‌پذیری لیتیوم زیاد در حضور غلظت‌های بالای یون‌های رقیب مانند سدیم، منیزیم و کلسیم تشکیل شده است. این امر به دلیل تقاضا و استفاده گسترده از لیتیوم در زمینه‌های مختلف قابل توجه است.

 

استخراج لیتیوم

لیتیوم یک فلز قلیایی بسیار واکنش‌پذیر با خواصی مانند رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا است. این باعث می‌شود که این عنصر برای صنایع مختلف، از تولید شیشه تا لوازم الکترونیکی مصرفی، بسیار جذاب باشد. اما این عنصر به شکل خالص آن به طور طبیعی یافت نمی‌شود و در عوض به صورت نمک یا سایر ترکیبات موجود در ذخایر زیرزمینی مانند شورابه، سنگ معدن و خاک رس یافت می‌شود.

به همین دلیل، استخراج لیتیوم مورد نیاز است. این پروسه شامل فرآیندهای شیمیایی است که لیتیوم را از شکلی که در آن یافت می‌شود جدا می‌کند و آن را به حالت تجاری و پایدار، مانند لیتیوم کربنات تبدیل می‌کند. این شکل از لیتیوم را می‌توان به راحتی به هر شکل که مورد نیاز صنعت است، تبدیل کرده و فروخت.

گرچه لیتیوم به وفور در زمین و منابع زیرزمین یافت می‌شود، اما بسیاری از راهکارهای استخراج مناسب از نظر اقتصادی در دسترس نیستند. فرآیند استخراج لیتیوم از شورابه ساده است. با این حال، انجام آن زمان‌بر است و ماه‌ها و حتی سال‌ها طول می‌کشد تا به صورت کامل انجام شود. این فرآیند شامل حفاری برای دسترسی به ذخایر زیر شورابه سالار و پس از آن پمپاژ شورابه به سطح و توزیع آن در حوضچه‌های تبخیر است. شوراب‌های که در این حوضچه باقی می‌ماند به طور عمده به تبخیر خورشید، که محتوای آب را از بین می‌برد، بستگی دارد. این ممکن است ماه‌ها یا حتی سال‌ها طول بکشد تا بیشتر آب خارج شود و میزان لیتیوم به غلظت مطلوب برسد.

اگرچه روش اسمز معکوس می‌تواند برای تسریع فرآیند تبخیر بکار رود، اما مدت زمانی که این مرحله می‌تواند طول بکشد، هنوز هم طولانی است. هنگامی که غلظت ایده‌آل لیتیوم حاصل شد، مراحل زیر شامل پیش تصفیه برای حذف آلاینده‌ها و تصفیه شیمیایی، فیلتراسیون و تولید لیتیوم تجاری، نیازمند تکمیل هستند. سایر فرآیندهای معمول استخراج لیتیوم عبارتند از تأمین لیتیوم از خاک رس هکتوریت، آب دریا، و شورابه‌های بازیافتی نیروگاه‌های انرژی.

 

راهکار استخراج لیتیوم

توسعه LiNC، اولین محصول لیتوس، از یک راهکار استخراج لیتیوم بهره می‌برد که این قابلیت را دارد که نسبت به رقبای خود که از فناوری با مراحل شیمیایی فشرده و ناکارامد از لحاظ انرژی استفاده می‌کند، در یک مرحله استخراج بیشتری انجام دهد و تحولی در این صنعت ایجاد نماید.

استفاده از ماده کامپوزیت مبتنی بر نانوفناوری، که میل ترکیبی بالایی دارد، کاملاً شکننده است. با این حال، راهکار توسعه‌یافته توسط لیتوس شامل مواد پیشرفته‌ای است که می‌تواند بهره‌وری و دوام را به صورت منحصر به فردی ترکیب کند. این امری اساسی برای کاربردهای صنعتی مؤثر و تأمین تقاضای انبوه است.

در بیانیه‌ای لیتوس آمده است که فناوری آن، لیتیوم بیشتری را از منابع شورابه با کارآیی و پایداری بیشتری نسبت به رقبای خود استخراج می‌کند. این فناوری موجب می‌شود استخراج لیتیوم از مسیری موثرتر و کارآمدتر انجام شود و حجم بیشتری بدست آید. این روش همچنین از لحاظ اطمینان از تأمین تقاضای جهانی اقتصادی‌تر و پایدارتر است. این شرکت در مرحله احراز شرایط برای مشتریان احتمالی و جذب سرمایه‌گذاران جهت شتاب بخشیدن به راهکارهای انرژی به عنوان رهبر آینده بازار در این زمینه است.

 

درباره نویسنده «مرضیه خان»

مرضیه خان عاشق تحقیقات علمی و نوآوری است. او دارای فوق لیسانس فناوری نانو و پزشکی ترمیمی و همچنین لیسانس علوم زیست پزشکی است. او در حال حاضر در NHS کار می‌کند و درگیر یک برنامه نوآوری علمی است.