EO

Rijden we straks op zeewater?

04 oktober 2021 om 13:02 uur

De elektrochemische cel scheidt lithiumionen van zeewater en produceert tegelijkertijd waardevol waterstof- en chloorgas. Beeld: Li et al. (2021). Gepubliceerd door The Royal Society of Chemistry

De oceanen bevatten ongeveer 5.000 keer meer lithium dan het land, maar in extreem lage concentraties van ongeveer 0,2 ppm. Grotere ionen, waaronder natrium, magnesium en kalium, zijn allemaal in veel hogere concentraties in zeewater aanwezig. Eerdere onderzoeksinspanningen om lithium uit dit mengsel te halen, hebben weinig opgeleverd, maar nu hebben onderzoekers een economisch levensvatbaar systeem ontwikkeld dat lithium met een hoge zuiverheid uit zeewater kan extraheren.


De vondst is gepubliceerd in Science.

 

Het team van de King Abdullah University of Science and Technology in Saoedi-Arabië (Kaust) loste het probleem op met een elektrochemische cel met een keramisch membraan gemaakt van lithiumlanthaan-titaanoxide (LLTO). De kristalstructuur bevat gaten die net breed genoeg zijn om lithiumionen door te laten en grotere metaalionen te blokkeren. "LLTO-membranen zijn nog nooit eerder gebruikt om lithiumionen te extraheren en te concentreren", zegt postdoc Zhen Li, die de cel ontwikkelde.

 

De cel bevat drie compartimenten. Zeewater stroomt in een centrale voedingskamer, waar positieve lithiumionen door het LLTO-membraan gaan naar een zijcompartiment dat een bufferoplossing en een koperen kathode gecoat met platina en ruthenium bevat. Ondertussen verlaten negatieve ionen de voedingskamer via een standaard anionenuitwisselingsmembraan en gaan ze naar een derde compartiment dat een natriumchloride-oplossing en een platina-rutheniumanode bevat.

 

De onderzoekers testten het systeem met zeewater uit de Rode Zee. Bij een spanning van 3,25V genereert de cel waterstofgas aan de kathode en chloorgas aan de anode. Dit drijft het transport van lithium door het LLTO-membraan, waar het zich ophoopt in de zijkamer. Dit met lithium verrijkte water wordt vervolgens de grondstof voor nog vier verwerkingscycli, waarbij uiteindelijk een concentratie van meer dan 9.000 ppm wordt bereikt. Het aanpassen van de pH van deze oplossing levert vast lithiumfosfaat op dat slechts sporen van andere metaalionen bevat - zuiver genoeg om aan de eisen van batterijfabrikanten te voldoen. 

 

 De onderzoekers schatten dat de cel slechts $ 5 aan elektriciteit nodig zou hebben om 1 kilogram lithium uit zeewater te halen. De waarde van waterstof en chloor die door de cel worden geproduceerd, zou deze kosten ruimschoots compenseren, en het resterende zeewater zou ook in ontziltingsinstallaties kunnen worden gebruikt om zoet water te leveren.

 

"We zullen de membraanstructuur en het celontwerp verder optimaliseren om de procesefficiëntie te verbeteren", zegt groepsleider Zhiping Lai. Zijn team hoopt ook samen te werken met de glasindustrie om het LLTO-membraan op grote schaal en tegen betaalbare kosten te produceren.

 

Gerelateerd nieuws

150 miljoen euro steun voor acht projecten voor schonere en slimmere mobiliteit

150 miljoen euro steun voor acht projecten voor schonere en slimmere mobiliteit

Acht samenwerkingsverbanden van ondernemers en onderzoekers krijgen in totaal 150 miljoen euro steun van het kabinet om te werken aan innovaties die ons vervoer schoner en slimmer maken. De ideeën komen uit de hele…

Batterijrecycling met uitzonderlijke materiaal terugwinningspercentages

Batterijrecycling met uitzonderlijke percentages teruggewonnen materiaal

De toename van het gebruik van batterijen zorgt ervoor dat er straks een enorme hoeveelheid batterijen te recyclen valt. Verschillende organisaties bereiden zich hierop voor. Zo heeft het Duitse Duesenfeld een proces…

Woning krijgt individuele aansluiting op ondergronds waterstofnet

Woning krijgt individuele aansluiting op ondergronds waterstofnet

Medio november krijgt voor het eerst in Europa een bestaande woning een individuele aansluiting op een lokaal, ondergronds waterstofnet. Daardoor kunnen de bewoners hun huis en tapwater volledig met waterstof verwarmen.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 december 2021, online

Seminar on the recycing of permanent magnets

This seminar presents a technical and market overview of magnet recycling in the EU, with current R&I...

27 januari 2022, Amsterdam en online

The Things Conference

Conferentie over Lorawan

15 maart 2022, Utrecht

Technishow / Esef

Vakbeurs over smart technology

Meer agendapunten »