Ohne Bergbau — Wissenschaftler haben eine neue Methode zur Gewinnung von Lithium erfunden.

Forscher des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums und der University of Chicago haben einen bedeutenden Durchbruch bei der Gewinnung von Rohstoffen erzielt. Die Wissenschaftler haben eine fortschrittliche Membrantechnologie entwickelt, die es ermöglicht,

Lithium

Die neue Membran wird aus Vermiculit hergestellt – einer preisgünstigen und weit verbreiteten Tonart, dessen Preis bei nur etwa 350 Dollar pro Tonne liegt. Sie filtert Lithium-Ionen mit außergewöhnlicher Effizienz und bietet eine potenzielle heimische Alternative zur traditionellen Gewinnung.

Lithiumgewinnung ohne Bergbau

Derzeit wird Lithium weltweit in mehreren Ländern durch Abbau aus Gestein oder Verdampfung aus Salzseen gewonnen. Diese Prozesse sind teuer und zeitaufwändig.

Gleichzeitig sind große Mengen Lithium im Meerwasser und in unterirdischen Salzlösungen gelöst. Bisher war die Gewinnung aus diesen Quellen unwirtschaftlich.

Ein Forscherteam des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums und der University of Chicago hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Vermiculit in ultradünne Blättchen mit einer Dicke von nur einem milliardstel Meter zerlegt werden kann, die dann übereinandergelegt werden, um einen dichten schichtförmigen Filter zu erstellen. Die Blättchen sind so unglaublich dünn, dass sie als zweidimensionale Materialien klassifiziert werden.

Die Forscher füllten die Membran dann mit Natriumkationen, die sich um Säulen aus Aluminiumoxid gruppierten. Dies verschob die Oberflächenladung der Membran von neutral zu positiv.

In Salzwasser sind Lithium- und Magnesiumionen positiv geladen, aber Magnesium trägt eine höhere Ladung (+2) im Vergleich zu Lithium (+1).

Die positiv geladene Membran stößt positiv geladene Magnesiumionen stärker ab, wodurch Lithiumionen leichter hindurch gelangen können, während Magnesium zurückgehalten wird.

Um die Selektivität weiter zu erhöhen, fügte das Team zusätzliche Natriumionen hinzu, die die poröse Struktur der Membran verdichteten.

Diese Modifikation ermöglicht es, kleinere Ionen wie Natrium und Kalium durchzulassen und Lithium mit höherer Genauigkeit zu erfassen.

Das Ergebnis ist eine skalierbare und kostengünstige Filtrationsmethode, die ungenutzte Lithiumvorkommen aus Ozeanen, unterirdischen Salzlösungen und sogar Abwasser freisetzen kann.

Darüber hinaus reicht die Anwendung der Membran über Lithium hinaus. Die Forscher behaupten, dass sie auch bei der Extraktion anderer wichtiger Mineralien helfen kann, einschließlich Nickel, Kobalt, seltener Erden und sogar bei der Entfernung schädlicher Schadstoffe aus Trinkwasser.