Новое устройство, работающее на солнечной энергии, одновременно извлекает литий из морской воды и производит чистую питьевую воду, обеспечивая «зеленое» будущее для батарей и водных ресурсов.
Группа ученых представила инновационное устройство — солнечный маятниковый экстрактор, способный одновременно извлекать литий из морской воды и опреснять ее, используя исключительно солнечную энергию. Эта технология, подробно описанная в научной статье, опубликованной в журнале Device, может предложить экологически чистую альтернативу традиционным методам добычи лития, которые часто наносят вред экосистемам и требуют значительных затрат электроэнергии и воды.
Литий — основной компонент для аккумуляторов, используемых в электромобилях и системах хранения энергии. Глобальный интерес к самому легкому щелочному металлу стремительно возрастает, несмотря на стремления инженеров создать альтернативные батареи на базе более доступных щелочных и щелочноземельных металлов. Мировые запасы лития в океанах оцениваются в 2,3*10^16 тонн. Однако его концентрация в морской воде крайне мала (приблизительно 0,2 мг/л), в то время как содержание натрия превышает ее более чем в 60 000 раз, что значительно усложняет процесс извлечения.
Принцип работы и преимущества SPSE
Новое устройство, названное Solar-Powered Self-Descaling Seesaw Extractor (SPSE), состоит из трех основных слоев:
- Гидрофильная матрица для выборочного адсорбирования Li⁺
- Два гидрофобных фототермических слоя, поглощающих солнечное излучение для нагрева и испарения
- Элементы, обеспечивающие «качание» конструкции, что позволяет автоматически сбрасывать накопленные солевые отложения
Принцип работы прост: солнечное тепло вызывает капиллярное движение воды и интенсивную локальную концентрацию лития, а наклонное положение заставляет устройство двигаться как качели. Когда верхняя часть погружается в воду, «избыточные» соли растворяются, очищая поверхность для следующего цикла.
Результаты экспериментов продемонстрировали:
- Увеличение локальной концентрации лития в 15,5 раз
- Соотношение Li⁺/Na⁺ более 370 000:1,
- Выход высококачественной дистиллированной воды
Несмотря на обнадеживающие результаты, авторы подчеркивают наличие существующих ограничений: при серийных циклах работы адсорбенты на основе марганца теряют свою эффективность (снижение около 21%). Устройство еще не тест
Фото: hi-tech.mail.ru