Дәстүрлі литий өндіру әдістері негізінен осы құнды металды табиғи көздерден алуға бағытталғанымен, пайдаланылған және жарамсыз аккумуляторларды қайта өңдеу де балама жол болып табылады. Жаңа технология бұл процесті әлдеқайда тиімді әрі үнемді етуге мүмкіндік береді.

Литий неге маңызды

Литий қайта зарядталатын батареяларда энергияны сақтау үшін қолданылатын материалдардың ішінде ерекше орын алады. Бұл – периодтық кестедегі ең жеңіл металл және оның энергия тығыздығы өте жоғары. Электрондарды оңай беретін қасиетінің арқасында литийдің электрохимиялық потенциалы ең жоғары, сондықтан ол энергияны бірнеше рет жинақтап, босатуға өте қолайлы. Жер бетінде литий кең таралғанымен, оны өндіру қымбат, күрделі және қоршаған ортаға зиянды болуы мүмкін.

Батареяларды қайта өңдеу – литийдің жаңа көзі

Балама көздерді іздеген ғалымдар қызмет ету мерзімі аяқталған литий-ионды аккумуляторларға назар аударды. Бұл батареяларда әлі де қайта қолдануға жарамды металл бар. Мысалы, бұрын пайдаланылған батареялардан литийді микротолқынды әдіспен алу ұсынылған болатын. Алайда, мұндай аккумуляторлар көп болғанымен, литийді басқа компоненттерден бөліп алу әлі де қымбатқа түседі.

Литийді алудың жаңа технологиясы

Иллинойс университетінің Урбана-Шампейн кампусындағы зерттеушілер литийді қайта өңдеудің инновациялық әдісін ойлап тапты. Профессор Сяо Су жетекшілік еткен топ пайдаланылған батареяларды бөлшектеп, оларды органикалық еріткішке салды. Нәтижесінде литий мен басқа металдарды қамтитын ерітінді алынды.

Литийді селективті түрде алу үшін ғалымдар арнайы сополимерден жасалған электрод әзірледі. Бұл электродтың молекулалары литиймен байланысып, электр тогына жауап береді. Электродты ерітіндіге салып, кернеу бергенде, ол тек литийді сіңіріп, қалған металдарды ерітіндіде қалдырады.

Тиімділік пен экономикалық пайда

Бұл әдіс литийді бөліп алуда тиімді болып шықты, ал электрод 500-ден астам циклде өткізгіштігін сақтай алды. Зерттеушілердің бағалауынша, литийді осы тәсілмен алу құны бір килограммға шамамен 12,70 АҚШ долларын құрайды, бұл басқа әдістерге қарағанда әлдеқайда арзан.

Салыстыру үшін:

• Қышқылмен сілтілеу бір килограммға 81–462 доллар тұрады және химиялық қалдықтардың түзілуіне әкеледі.
• Жоғары температурада балқыту бір килограммға 36–126 доллар тұрады және литийді бөліп алуда тиімділігі төмен.

Осылайша, жаңа технология пайдаланылған батареялардан литийді қайта алудың алғашқы коммерциялық тиімді әдісі бола алады.

Болашағы мен маңызы

Daily Metal Prices деректеріне сәйкес, мақала жазылған кезде литийдің ашық нарықтағы бағасы бір килограммға 13,17 доллар болған. Бұл жаңа технология литийді сатып алудан да арзанға алуға мүмкіндік беретінін көрсетеді.

Зерттеушілер өз жұмыстарының әзірге тұжырымдамалық деңгейде екенін, алдағы қадам – процесті ауқымдандыру және жетілдіру екенін атап өтті.

«Бұл нәтижелер электролиттік әдістердің тек суда ғана емес, сонымен қатар батарея қалдықтарын сілтілеуде жиі қолданылатын органикалық еріткіштерде де металдарды бөлу үшін кең мүмкіндіктерін көрсетеді», – дейді Сяо Су. – «Біз бұл жұмыс литий жеткізу тізбегін тұйық әрі тұрақты етуге, жеткізу қауіпсіздігін арттыруға және литий өндірудің басқа тәсілдеріне, мысалы, тау-кен өндірісіне байланысты экологиялық салдарды азайтуға көмектеседі деп үміттенеміз».