Lithium Juga Dapat Diekstraksi Dari Limbah?

Siapapun yang menggunakan ponsel, laptop atau mobil listrik harus mengandalkan lithium. Ada permintaan besar untuk elemen ini. Meskipun litium cukup tersedia di seluruh dunia, memperoleh dan mengekstrak litium masih merupakan proses yang menantang dan tidak efisien.

Sebuah tim interdisipliner insinyur dan ilmuwan sedang mengembangkan metode untuk mengekstrak lithium dari air yang terkontaminasi.

Penelitian baru yang diterbitkan minggu ini dalam prosiding National Academy of Sciences dapat menyederhanakan proses ekstraksi lithium dari air garam, berpotensi menciptakan pasokan yang lebih besar dan mengurangi biaya komponen baterai untuk menggerakkan kendaraan listrik, elektronik, dan berbagai perangkat lainnya.

Saat ini, litium paling umum diperoleh dari air asin di Amerika Selatan dengan penguapan matahari, yang merupakan proses yang mahal dan mungkin memakan waktu beberapa tahun. Selain itu, sejumlah besar lithium akan hilang dalam proses ini.

Tim peneliti di University of Texas di Austin dan University of California di Santa Barbara telah merancang membran yang dapat secara akurat memisahkan lithium dari ion lain seperti natrium, secara signifikan meningkatkan efisiensi pengumpulan elemen yang didambakan.

Benny Freeman, Profesor mcketta Departemen teknik kimia di University of Texas di Austin, mengatakan:"Temuan penelitian ini sangat penting untuk memecahkan kendala sumber daya utama lithium, dan dimungkinkan untuk mengekstrak lithium dari air yang dihasilkan dari produksi minyak dan gas untuk baterai dan rekan penulis makalah.&kutipan;

Selain air asin, air limbah dari produksi minyak dan gas juga mengandung lithium, tetapi belum dikembangkan saat ini. Para peneliti mengatakan bahwa air dari rekahan hidrolik shale Eagle Ford di Texas dapat menghasilkan lithium yang cukup untuk 300 baterai kendaraan listrik atau 1,7 juta smartphone hanya dalam satu minggu. Contoh ini menunjukkan skala peluang untuk teknologi baru ini dalam meningkatkan pasokan litium secara signifikan dan mengurangi biaya peralatan yang bergantung padanya.

Inti dari penemuan ini adalah membran polimer baru yang dibuat oleh peneliti menggunakan mahkota eter, yang merupakan ligan dengan fungsi kimia tertentu dan dapat mengikat beberapa ion. Eter mahkota belum pernah diterapkan atau dipelajari sebagai bagian dari membran pengolahan air sebelumnya, tetapi mereka dapat menjadi komponen kunci dari ekstraksi litium, molekul spesifik dalam air.

Pada kebanyakan polimer, natrium melewati membran lebih cepat daripada litium. Namun, dalam bahan baru ini, litium bergerak lebih cepat daripada natrium, yang merupakan polutan umum dalam air garam yang mengandung litium. Melalui pemodelan komputer, tim menemukan mengapa ini terjadi. Ion natrium bergabung dengan eter mahkota untuk memperlambatnya, sementara ion litium tetap tidak terikat, memungkinkan mereka melewati polimer lebih cepat.

Temuan ini merupakan batas baru dalam ilmu membran dan memerlukan kerjasama yang komprehensif antara universitas di bidang sintesis polimer, karakterisasi membran dan pemodelan dan simulasi. Penelitian ini didukung oleh pusat bahan sistem air dan energi, pusat penelitian perbatasan energi UT Austin yang didanai oleh Departemen energi AS.