Ученые Кубанского госуниверситета разработали и запатентовали уникальную технологию извлечения лития из аккумуляторов и воды, используемой при нефтедобыче. Они предложили безотходную «формулу» получения редкого и дорогостоящего вещества, сделав возможным его повторное использование при производстве тех же аккумуляторов и батарей.
А началось все с идеи… С идеи, рожденной из потребности поиска новых методов добычи лития.
– Литий – достаточно дорогой металл. Только за последние годы его цена выросла без преувеличения в 5-10 раз. Добывают же его в основном с использованием реагентов, а применяют при производстве аккумуляторов, спрос на которые тоже заметно увеличивается и только продолжит расти: это связано, например, с повышением интереса россиян к электрокарам, – рассказал «Кубанским новостям» старший научный сотрудник, доцент кафедры физической химии КубГУ Дмитрий Бутыльский.
Вот и получается, что спрос на литий с каждым годом растет и растет, а его запасы ограничиваются и неравномерно распределяются между странами. Именно поэтому ученым так важно находить новые способы извлечения этого вещества.
Специалисты из Краснодара тоже решили внести свой вклад в развитие его добычи и предложили использовать собственную технологию. Огромный плюс в том, что она полностью экономична и экологична.
– Более 60% лития добывают из природных рассолов – воды, содержащей большое количество различных солей, включая соли лития, натрия, калия, кальция и магния. Существующие сегодня технологии предлагают при извлечении лития из соляной воды использовать массу реагентов, которые позволят отделить друг от друга перечисленные компоненты. Наша же технология подразумевает применение лишь одного «реагента» – так называемых трековых мембран, – рассказал автор технологии.
Эти мембраны были разработаны исследователями из Дубны специально для технологии наших ученых, в основе которой принцип разделения компонентов, тогда как в других – принцип фильтрации.
Последний за все время своего существования успел обрасти рядом недостатков, главный из которых – невозможность отсеивания именно лития. Его соли при использовании принципа фильтрации, по сути, не отделяются от тех же солей натрия или калия, поскольку не отличается от них существенно ни свойствами, ни размером.
Но ученые из КубГУ нашли способ преодолеть эту проблему – они предложили использовать две разделяющие силы, которые и позволят литию буквально «отрываться» от калия или натрия.
– Мы применяем силу, которая и способствует движению калия, натрия, кальция, магния и лития через мембрану. Эта сила – электрическая. При ней все компоненты буквально проходят через мембрану. Навстречу их движению, одновременно с электрической силой, используется другая – давление. Все прочие компоненты, кроме лития, буквально разворачиваются и не проходят больше через мембрану. Обе силы позволяют литию двигаться гораздо быстрее, чем другие частицы: увеличение скорости и позволяет необходимому нам веществу моментально отделиться от других, – объяснил ученый.
Свою технологию исследователи запатентовали еще в 2019 году. Найти применение она могла бы при добыче нефти в Восточной Сибири – в регионе, богатом литием. Специалист объяснил: нефтяные месторождения окружены со всех сторон подземными водами, обычно при извлечении нефти в местах образующихся пустот со временем появляется вода, которая, по сути, и является источником лития.
Ее ученые и предлагают, подобно нефти, сначала выкачивать, а после использовать, предварительно обработав. Чтобы не оставлять ранее содержащие в себе нефть пустоты «пустовать», часто при нефтедобыче в них закачивают другую самую обычную воду, которая не представляет для человека такую большую ценность, как литийсодержащая.
– Поэтому – да: технология напрямую связана с нефтедобычей, – подчеркнул Дмитрий Бутыльский.
Но и не только с ней… Использовать свою технологию кубанские специалисты предложили и для получения лития из уже ненужных и отслуживших человеку аккумуляторов.
На сегодняшний день на переработку попадает лишь 1% из них, а ведь в таких аккумуляторах содержится немалое количество редкого и необходимого промышленным отраслям лития.
Извлечь его можно было бы благодаря все той же технологии кубанских специалистов.
– Переработка заключается в разборке аккумуляторов, извлечении из них электродов и обработки их реагентами для превращения материалов батарей в тот же раствор, содержащий соли, – уточнил специалист.
Ну а дальше ученые работают по уже озвученной отработанной схеме – они «заставляют» литий набрать скорость, чтобы отделиться теперь уже от кобальта, никеля и марганца, содержащихся в растворе, во имя большой и грандиозной цели – создания новых качественных аккумуляторов и батарей.
