Örök vegyi anyagokkal kinyerhető a lítium – Az új módszer már bizonyított is

Az örök vegyi anyagok, így a perfluoralkilok és polifluoralkilok, vagyis PFAS-vegyületek általában környezetszennyezőek, és sok kutatás próbálja kitalálni, hogy hogyan lehetne őket semlegesíteni vagy eltávolítani a természetből. A Rice Egyetem kutatója, James Tour és Yi Cheng posztdoktori kutató más megközelítést választott: kidolgoztak egy eljárást, melynek során a PFAS-vegyületek segítségével nagy sótartalmú oldatokból nyerik ki az akkumulátorgyártás nélkülözhetetlen nyersanyagát, a lítiumot.

A Nature Waterben leírt kutatás azt vizsgálta, hogy a PFAS-vegyületekben található fluort hogyan lehet felhasználni a lítium kinyerésére. „A lítium kinyerése a sóoldatokból kevésbé terheli a környezetet, mint a hagyományos bányászat, de így is akadnak problémák, például a szelektivitás, a költségek és a vízfelhasználás” – nyilatkozta közleményben Cheng.

„Lehetőséget láttunk arra, hogy a PFAS-vegyületekben található fluort felhasználva gyorsabb és kisebb környezeti terhelésű eljárással nyerjük ki a lítiumot.”

A kutatók olyan PFAS-vegyületeket használtak, amelyeket tűzoltóhab-mintákból távolítottak el granulált aktív szénnel. Utóbbi anyag elnyeli és megköti a habban található PFAS-eket, ám idővel telítődik, ezzel hulladékká válik. A kutatócsoport viszont nem végtermékként kezelte, hanem kiinduló alapanyagként használta fel a kísérletekhez.

Az elhasználódott, PFAS-sekkel telített granulált aktív szenet nagy sótartalmú sóoldathoz adták.

„Ebben az esetben a sóoldatban lévő egyik sóban értékes kation, lítium található. Az elhasznált szén fluor aniont tartalmaz, amely a PFAS-molekulákban van megkötve. A célunk az volt, hogy felszabadítsuk a fluort, majd a felszabadított lítiummal párosítsuk, hogy az így keletkező lítium-fluoridot összegyűjthessük” – vezette le Cheng.

A kutatók elektrotermikus fűtést alkalmazva ezer Celsius-fokra hevítették az anyagot, majd lehűtötték. Ezek a rövid ideig fennálló, szélsőséges körülmények lehetővé tették, hogy a PFAS-ben található fluorid felbontsa a kötéseit, majd reakcióba lépjen a sóoldatban lévő fémkationokkal, köztük a lítiummal.

A folyamat végén a keverék a lítium-fluorid mellett kalcium-fluoridot és magnézium-fluoridot is tartalmazott, illetve keletkezett némi PFAS-szel telített aktív szénből származó, fluormentes, nem mérgező hulladék.

Az elemzés szerint a PFAS-alapú módszer kevesebb vizet és energiát használ, és kisebb mértékben járul hozzá a globális felmelegedéshez, mint a két leggyakoribb sóoldatos lítiumkinyerési módszer. A tanulmány rámutat, hogy ennek a kivonási gyakorlatnak az üzemeltetési költsége alacsonyabb, a működési ideje pedig rövidebb lehet, hiszen csak néhány percet igényel.

Gábor János, NEW technology