Quem usa telefone celular, laptop ou carro elétrico deve contar com o lítio. Existe uma grande demanda por este elemento. Embora o lítio seja fornecido em quantidade suficiente em todo o mundo, a obtenção e extração de lítio ainda é um processo desafiador e ineficiente.
Uma equipe interdisciplinar de engenheiros e cientistas está desenvolvendo um método para extrair lítio de água contaminada.
Uma nova pesquisa publicada esta semana nos anais da National Academy of Sciences pode simplificar o processo de extração de lítio da salmoura, potencialmente criando maior oferta e reduzindo o custo dos componentes da bateria para alimentar veículos elétricos, eletrônicos e uma ampla gama de outros dispositivos.
Atualmente, o lítio é mais comumente obtido da água salgada na América do Sul por evaporação solar, que é um processo caro e pode levar vários anos. Além disso, uma grande quantidade de lítio será perdida neste processo.
As equipes de pesquisa da Universidade do Texas em Austin e da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara projetaram uma membrana que pode separar com precisão o lítio de outros íons, como o sódio, melhorando significativamente a eficiência da coleta de elementos cobiçados.
Benny Freeman, professor do Departamento de Engenharia Química da Mcketta da Universidade do Texas em Austin, disse:" as descobertas deste estudo são de grande importância para resolver as principais limitações de recursos do lítio, e é possível extrair lítio da água gerada na produção de óleo e gás para baterias e coautor de artigos."
Além da salmoura, as águas residuais da produção de petróleo e gás também contêm lítio, mas ainda não foi desenvolvido. Os pesquisadores disseram que a água do fraturamento hidráulico do xisto Eagle Ford no Texas poderia produzir lítio suficiente para 300 baterias de veículos elétricos ou 1,7 milhão de smartphones em apenas uma semana. Este exemplo mostra a escala de oportunidades para esta nova tecnologia em aumentar significativamente o fornecimento de lítio e reduzir o custo do equipamento dependente dele.
O núcleo dessa descoberta é a nova membrana polimérica feita por pesquisadores com o éter coroa, que é um ligante com função química específica e pode ligar alguns íons. Os éteres de coroa não foram aplicados ou estudados como parte da membrana de tratamento de água antes, mas podem ser o componente-chave da extração de lítio, uma molécula específica da água.
Na maioria dos polímeros, o sódio passa pela membrana mais rápido do que o lítio. No entanto, nesses novos materiais, o lítio se move mais rápido do que o sódio, que é um poluente comum na salmoura que contém lítio. Por meio de modelagem por computador, a equipe descobriu por que isso aconteceu. Os íons de sódio se combinam com os éteres coroa para desacelerá-los, enquanto os íons de lítio permanecem não ligados, permitindo que eles passem pelo polímero mais rapidamente.
Essas descobertas representam uma nova fronteira na ciência da membrana e requerem cooperação abrangente entre universidades nas áreas de síntese de polímeros, caracterização de membrana e modelagem e simulação. A pesquisa foi apoiada pelo centro de materiais do sistema de água e energia, o centro de pesquisa de fronteira de energia da UT Austin, financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos.