Новая мембрана из нитрида углерода улучшает добычу лития из соленых озер

Важные новости

Новая мембрана из нитрида углерода улучшает извлечение лития из соленых озер

Биоинспирированная конструкция композитной мембраны PTIPCN для разделения LiMg. Фото: QIBEBT

Совершив прорыв в технологиях восстановления лития, исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биотехнологий (QIBEBT) Китайской академии наук вместе с коллегами разработали мембрану из кристаллического нитрида углерода, которая может преобразовывать литий. добывающая промышленность.

Инновационный дизайн, имитирующий биологические ионные каналы, демонстрирует замечательную эффективность и долговечность при отделении ионов лития от ионов магния в рассоле соленого озера.

Исследование, опубликованное в Прогресс науки14 июня представляет «сваренную конгенером» кристаллическую углеродную нитридную мембрану с био-вдохновленными усовершенствованиями, которая значительно превосходит традиционные полимерные мембраны. Эта инновационная мембрана достигает впечатляющего коэффициента селективности 1708 для извлечения сильно разбавленных ионов лития (0,002 М) из концентрированных ионов магния (1,0 М), что имеет решающее значение для решения распространенной проблемы высокого содержания магния в различных источниках лития.

Дизайн мембраны вдохновлен собственными высокоселективными биологическими ионными каналами, которые эффективно различают различные ионы. «Наш подход заключался в том, чтобы имитировать эти природные системы, создавая мембраны с высокой селективностью и повышенной стабильностью, которые имеют решающее значение для практического применения», — сказал Чжан Юаньюань, соавтор исследования из QIBEBT.

Исключительная производительность мембраны обусловлена ​​ее уникальной структурой, которая сочетает кристаллическую и аморфную формы полимерного нитрида углерода. Эта структура не только обеспечивает необходимую однородность и узость пор, чтобы исключить более крупные гидратированные ионы магния, но и способствует плавному переносу ионов лития, подобному безбарьерному переносу ионов, наблюдаемому в естественных ионных каналах.

«Двойная функциональность нашей мембраны открывает новые возможности для ее использования помимо экстракции лития», — сказал профессор Гао Цзюнь, соавтор этого исследования из QIBEBT. «Эти свойства могут внести значительный вклад в усилия по защите окружающей среды, а также повысить эффективность восстановления ресурсов».

Это достижение происходит в решающий момент, поскольку спрос на литий продолжает расти, во многом благодаря рынком электромобилей и сектором возобновляемой энергетики. Эффективные и устойчивые методы добычи необходимы для удовлетворения этого спроса и снижения воздействия добычи лития на окружающую среду.

«Достижения, достигнутые благодаря этой мембранной технологии, открывают новые возможности для эффективного извлечения лития, важнейшего элемента в переходном периоде. к возобновляемым источникам энергии и электрической мобильности», — сказал профессор Лю Цзянь, соавтор исследования QIBEBT.

Дополнительная информация: Юаньюань Чжан и др. al, Мембрана из кристаллического нитрида углерода, сваренная конгенером, для надежного и высокоселективного разделения Li/Mg, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adm9620. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm9620

Информация о журнале: Достижения науки, предоставленные Китайской академией наук

Новости сегодня

Последние новости