Technologia plazmowa zwiększa efektywność ekstrakcji litu

Niedawno opublikowano nowe badania sugerujące ulepszoną metodę ekstrakcji litu poprzez zastosowanie technologii plazmowej.

31 stycznia Koreański Instytut Energii Termojądrowej (KFE) Ogłosili, że ich naukowcom udało się trzykrotnie zwiększyć tempo ekstrakcji litu w porównaniu z wcześniej istniejącymi metodami, stosując technologię mikrofalowej plazmy dwutlenku węgla.

Najpopularniejszą metodą ekstrakcji litu jest zmieszanie węglanu sodu (Na2CO3) ze słoną wodą zawierającą lit i ekstrakcja węglanu litu (Li2CO3) – mieszaniny litu i dwutlenku węgla. Wadą tej metody jest to, że wymaga dodatkowego procesu oddzielenia węglanu litu od zanieczyszczeń sodowych, które mieszają się ze sobą podczas procesu ekstrakcji.

Istnieje alternatywna metoda, w której zamiast węglanu sodu stosuje się gazowy dwutlenek węgla. Jednakże problem związany z tą metodą polega na tym, że stopień ekstrakcji w słonej wodzie, w której występuje sól litu – wiązanie pomiędzy litem i chlorem – jest niski. Aby rozwiązać ten problem, potrzebne są badania.

Dr Ji-Hoon Kim i dr Jung-Keun Yang z KFE wykorzystali technologię mikrofalowej plazmy CO2, która polega na jonizacji dwutlenku węgla do stanu plazmowego, aby zwiększyć szybkość ekstrakcji litu.

Naukowcy z KFE przeprowadzili eksperymenty, aby porównać ekstrakcję litu z plazmy dwutlenku węgla z istniejącymi wcześniej metodami ekstrakcji litu przy użyciu symulowanego roztworu solanki. Badania wykazały, że zastosowanie technologii plazmowej zwiększyło wydajność ekstrakcji około 3-krotnie.

Podczas gdy bezpośredni wtrysk CO2 pozwolił na osiągnięcie współczynnika ekstrakcji litu na poziomie 10,3%, w eksperymentach z użyciem plazmy CO2 stopień ekstrakcji litu osiągnął 27,87%.

Jest to pierwsze badanie, które wykazało zwiększoną szybkość ekstrakcji litu poprzez zastosowanie technologii plazmowej w procesie ekstrakcji litu. Artykuł został opublikowany^* in Odsalanie (IF 9.9) – autorytatywna publikacja naukowa z zakresu zasobów wodnych.

^{*Nowe podejście do odzyskiwania litu z symulowanych roztworów wodnych przy użyciu plazmy mikrofalowej CO2 (grudzień 2023 r.)}

„Możliwe było potwierdzenie wpływu ciepła, jonów, elektronów, rodników itp. powstających podczas tworzenia plazmy dwutlenku węgla na szybkość ekstrakcji litu” – zauważa dr Yang, który jest pierwszym autorem artykułu. „Planujemy rozszerzyć badania nad procesami ekstrakcji litu w plazmie” – zauważył. Poprzez dodatkowe badania nad interakcjami plazmy z dwutlenkiem węgla”.

Naukowcy mają nadzieję, że ekstrakcja litu za pomocą plazmy będzie nowym sposobem opracowania technologii umożliwiającej skuteczniejszą ekstrakcję litu z wody morskiej przy niższych stężeniach litu.

„Badanie to pokazuje potencjalne nowe zastosowanie technologii plazmowej, która jest szeroko stosowana w najnowocześniejszych dziedzinach, takich jak półprzewodniki” – zauważył Prezes KFE Suk Jae Yoo. Co więcej, Prezydent Yu zauważył: „Lit otrzymywany z wody morskiej jest kluczowym elementem w wytwarzaniu energii termojądrowej i będziemy w dalszym ciągu prowadzić badania zarówno nad rozwojem energii termojądrowej, jak i pozyskiwaniem paliwa do energii termojądrowej”.