Litiumi. Ndërkohë që nuk është “erëza” e romanit “Dune”, ky metal argjendtë dhe reaktiv është një mënyrë jashtëzakonisht e vlerësuar për ruajtjen e energjisë elektrike, dhe kjo e bën atë një mjet kyç për kalimin nga konsumi i karburanteve që dëmtojnë klimën, drejt një ekonomie transformuese dhe një të ardhme të energjisë së gjelbër.
Aktualisht, rreth 87% e kërkesës globale për litium shërbehet për prodhimin e baterive të rimbushëme për rrjetet elektrike, automjetet dhe elektronikën, përfshirë kompjuterët portativë dhe telefonat celularë. Por, cilësitë e tjera të tij janë gjithashtu thelbësore, duke përfshirë, siç raporton “Natural Resources Canada”, përmirësimin e “rezistencës, rezistencës ndaj korrozionit dhe rezistencës termike të produkteve të vidit, të përdorura në pllakat e kuzhinës, enët e vidit, vidin special dhe fibrat e vidit. Këto vetitë përmirësojnë produktivitetin dhe reduktojnë konsumin e energjisë në prodhimin e vidit.”
Pra, nëse kemi një kërkesë të madhe për litium, pse duhet të shqetësohemi për “masën e zezë”?
“Masa e zezë” nuk është vetëm titulli i një albumi të heavy metal. Është një përzierje e pluhurit i materialeve të ndryshme nga bateritë e jonëve të litiumit, të prodhuara gjatë riciklimit. Sepse, siç raporton “The Bulletin of Atomic Scientists”, nxjerrja e litiumit nuk është vetëm e kushtueshme financiarisht, por edhe e dëmshme për mjedisin, prandaj bota duhet të rimarrë sa më shumë litium të përdorur nga bateritë e zbrazura.
Problemi është se, deri tani, ky proces ka qenë i vështirë, duke kërkuar acid ose shkrirje me temperaturë shumë të lartë dhe intensive në energji. Dhe pikërisht për këtë arsye, një qasje e re nga Universiteti “Rice” në Houston është kaq e rëndësishme. Në publikimin e tyre në “Joule”, me titull “Efikientësimi elektrokimik i rikthimit të litiumit nga katoda e baterive të jonëve të litiumit të shpenzuara për të prodhuar hidroksid litiumi me shkallë të lartë pastërie”, autori kryesor, Yuge Feng, dhe kolegët e tij, zbulojnë se si kanë zhvilluar një qasje elektrokimike të re, më të pastër dhe më të eficientë për të rimarrë litiumin.
“Në vend të të djegurit ose shkrirjes së “masës së zezë”,” shkruajnë ata, “ne në thelb “rikthejmë” materialet e katodës brenda saj, duke i bërë ato të lërë [litium]. Duke i kombinuar këto reaksione me procese të thjeshta, siç është ndarja e ujit, ne mund të prodhojmë drejtë [hidroksid litiumi], një përbërje me shkallë të lartë pastërie, e cila mund të përdoret për të prodhuar bateri të reja. Procesi kërkon vetëm energji elektrike, ujë dhe vetëm mbeturinat e baterisë, pa kimikate të forta.”
Metoda e ekipit të “Rice” është kaq e eficientë, sa që në eksperimente, ajo prodhoi hidroksid litiumi me një shkallë pastërie mbi 99%, dhe ishte aq e eficientë në konsumin e energjisë, sa që funksionoi stabilisht për më shumë se një mijë orë, duke ricikluar më shumë se 50 gramë të “masës së zezë”.
Pra, çfarë çoi në këtë qasje inovative për rikthimin e litiumit?
“Ne kemi bërë një pyetje themelore”, thotë Sibani Lisa Biswal, bashkë-autore e studimit. “Nëse ngarkimi i një baterie heq ionet e litiumit nga katoda, pse të mos përdorim të njëjtën reaksion për të ricikluar?”
Një bateri funksionon duke hequr ionet e litiumit nga katoda (elektrodi që pranon elektronet dhe, kështu, zvogëlon ngarkimin). Gjatë fillimit të reaksionit në sistemin e “Rice”, ionet e litiumit migrojnë përmes një membrane të hollë të shkëmbimit katjonik (një shtresë e lidhjeve polimerike të lidhura me grupe të ngarkuara negativisht) në ujë të rrjedhshëm. Më pas, një reaksion i thjeshtë i ndarjes së ujit në elektrodi i ndihmësorit, gjeneron hidroksid, i cili kombinohet me litiumin për të prodhuar hidroksid litiumi.
“Duke i kombinuar këto kimika me një reaktor elektrokimik kompakt, ne mund të ndajmë litiumin në mënyrë të pastër dhe të prodhojmë sasinë e saktë të kripës që prodhuesit duan”, thotë Biswal, kryetarja e Departamentit të Inxhinierisë Kimike dhe Biomolekulare të “Rice” dhe Profesore e William M. McCardell në Inxhinieri Kimike.
“New Atlas” ka raportuar më parë për një nxjerrje të drejtë të litiumit, të shpejtë dhe të lirë, që mund të parandalojë krizat e furnizimit, dhe një sistem robotik shumë të shpejtë për çmontimin e baterive të automjeteve elektrike për të nxjerrë litiumin, kobaltin dhe foliat metalike. Qasja e “Rice” është një zhvillim më tej, sepse funksionon me litium-fosfat, litium-oksid, nikël-manganese-kobalt dhe variante të tjera kimike të baterive.
Siç thotë bashkë-autori Haotian Wang, “Prodhimi i drejtë i hidroksidit litiumi me shkallë të lartë pastërie, shpejtëson rrugën e kthimit në bateri të reja”, e cila “do të thotë faza më të pakta të përpunimit, humbje më të vogla dhe një zinxhir furnizimi më i qëndrueshëm”. Wang është gjithashtu profesor i asociuar i inxhinieris
Burimi: newatlas.com
