Разработана мембрана фильтра для эффективной добычи лития
Описание металл-органической каркасной мембраны (Metal-Organic Frameworks, MOF) для фильтрации ионов металлов опубликовано международной группой химиков 9 марта в издании Nature.
Группа исследователей из Техасского университета в Остине (США), университета Монаша (Австралия), университета Мельбурна (Австралия) и Государственного объединения научных и прикладных исследований (Австралия) разработали каркасную мембрану MOF, избирательно отфильтровывающую ионы лития через свои субнаноканалы. Мембрана обеспечивает сверхбыстрый, эффективный и однонаправленный процесс фильтрации.
Исследователи считают, что предложенная ими мембрана позволит организовать новый промышленный технологический процесс, который существенно изменит способ добычи лития из рассола. По их мнению, ликвидация дефицита лития обеспечит прорыв в области практического внедрения «зеленой» энергетики.
Профессор Хуантинг Ван (Huanting Wang) из университета Монаша заявил, что на основе их исследования можно создать простые фильтры, позволяющие сократить до нескольких часов тот процесс добычи лития, на который сегодня уходят месяцы. Он сообщил, что разработанная мембрана обеспечивает 90% извлечения лития против 30%, который достижим при существующих технологиях, основанных на испарении рассола под солнцем.
Профессор Бенни Фриман (Benny Freeman) из Техасского университета уверен, что предложенный разработчиками принцип позволит создавать новые селективные мембраны как для добычи полезных ископаемых, так и для очистки воды.
Ранее, в 2019 году, эта же группа разработчиков запатентовала технологический процесс, основанный на использовании MOF для отделения ионов металлов из рассолов. Исследователи ставили перед собой задачу создания технологии эффективного опреснения воды.
Напомним, литий получают посредством кислотной переработки из руды, добытой в шахтах или экстрагируют из концентрированного солевого раствора. Извлечение лития из рассола является наиболее распространенным в Литиевом треугольнике — регионе Анд, граничащем с Аргентиной, Боливией и Чили — обеспечивающем примерно половину мировых запасов лития.
MOF копируют механизм фильтрации — ионную селективность — мембран биологических клеток в живых организмах. В 2003 году американским ученым Р.Мак-Киннону и П.Эгру была присуждена Нобелевская премия за открытия, касающиеся переноса ионов и молекул воды через клеточную мембрану. Мак-Киннон расшифровал структурную и физическую основы функционирования ионных каналов, а Эгр открыл и охарактеризовал канальный белок, служащий для проникновения молекул воды сквозь клеточную мембрану.
Производство лития основано на дорогостоящей технологии. Фильтр на основе созданной учеными мембраны может оказаться эффективным и недорогим инструментом для добычи не только лития, но и других металлов, которые в гигантских объемах имеются в морях и океанах. Исследователи не раскрывают всех особенностей изготовления их мембраны. Вполне возможно, сегодня стоимость изготовления мембран, каналы которых имеют размеры в единицы нанометров, может оказаться выше, чем экономический эффект от новой технологии добычи дорогих металлов.
