دانشمندان فلز را از آب بیرون آوردند!


فرارو- دانشمندان آزمایشگاه ملی اقیانوس آرام (PNNL) در ایالات متحده در حال کار با سرمایه گذاران بزرگ در این صنعت برای آزمایش روشی هستند که از نانوذرات مغناطیسی برای استخراج مواد معدنی ضروری مانند لیتیوم از منابع مختلف آب استفاده می کند.

به گزارش فرارو، کیمیاگران قرن‌ها پیش این ایده را داشتند که با استفاده از تکنیک‌های ارزان، طلا را از سایر فلزات ارزان قیمت از جمله سرب استخراج کنند، اما این رویا برآورده نشد. به نظر می رسد این ایده هنوز مورد توجه قرار نگرفته است، اما ماهیت این ایده، که استخراج مواد ضروری از منابع موجود و ارزان قیمت است، هنوز هم منافع خاص خود را دارد. یکی از این منابع جذاب و قابل دسترس، آب است که برای دهه ها از آن برای تولید انرژی استفاده کرده ایم، اما یک ایده جالب این است که می توانیم برخی از فلزات مورد استفاده، از جمله لیتیوم، را با هزینه کمتر از آب استخراج کنیم.

لیتیوم یک عنصر مهم در بسیاری از فناوری های الکترونیکی و انرژی است. یکی از کاربردهای ما از این فلز در باتری های لیتیوم یون سبک وزن است که انرژی همه چیز را از تلفن های همراه گرفته تا خودروهای برقی تامین می کند. انتظار می رود بازار جهانی لیتیوم تا سال 2028 به 8.2 میلیارد دلار برسد، اما استخراج این فلز پرهزینه و البته محدود است، زیرا گسترش منابع معدنی آن بسیار محدود است.

فناوری در انتظار ثبت اختراع PNNL به طور بالقوه اکنون به ایالات متحده این فرصت را می دهد که چیزی بیش از لیتیوم و سایر مواد ضروری آن تولید کند. همچنین راهی سریعتر و ارزانتر برای استخراج این فلز گرانبها و کاربردی ارائه می دهد. PNNL Labs نانوذرات مغناطیسی تولید می کند که توسط یک پوسته جاذب احاطه شده اند که می تواند از طریق فرآیندهای صنعتی مختلف به لیتیوم و سایر فلزات موجود در آب بچسبد. نکته جالب در مورد این فناوری این است که می توان از این روش بر روی منابع آب بسیار متنوعی استفاده کرد.

این منابع ممکن است شامل آب نیروگاه های زمین گرمایی، معروف به آب نمک زمین گرمایی، یا آب استخراج شده از زیرزمین در طی تولید نفت یا گاز باشد. همچنین می توان از این ذرات در پساب کارخانه های آب شیرین کن یا حتی مستقیماً در آب دریا استفاده کرد. هنگامی که تصفیه می شود، ذرات مبتنی بر آهن به آب اضافه می شود، لیتیوم از آب استخراج می شود و به آنها متصل می شود. سپس با کمک آهنربا می توان نانوذرات را با استفاده از لیتیوم در عرض چند دقیقه جمع آوری کرد. به عبارت دیگر این مواد دیگر در مایع معلق نیستند و آماده استخراج آسان هستند. پس از استخراج لیتیوم، می توان از نانوذرات باردار مجددا استفاده کرد.

این فناوری جایگزین قابل اعتمادی برای روش‌های استخراج مرسوم است که آب‌های زیرزمینی را به حوضچه‌های تبخیر بزرگ و مقرون‌به‌صرفه پمپ می‌کنند. این فرآیندها می‌تواند ماه‌ها یا حتی سال‌ها طول بکشد و بر مدیریت آب‌های زیرزمینی در مناطق خشک، که اغلب در آنجا یافت می‌شوند، تأثیر بگذارد. در واقع، روش‌های امروزی کمی شبیه به انتظار تبخیر آب از یک پارچ لیموناد هستند، به این امید که مخلوط پودری که باید در ته پارچ باقی می‌ماند، بازگردد. اگر این فناوری در نیروگاه های زمین گرمایی استفاده شود، هزینه لیتیوم بازیافتی به طور بالقوه می تواند مقرون به صرفه بودن این نوع انرژی تجدیدپذیر را افزایش دهد که از آب برای جذب آب به زمین و سپس تبدیل آن به برق استفاده می کند.

آزمایشگاه های PNNL در حال توسعه بیشتر این فناوری با همکاری Moselle Technologies است که مجوز آن را صادر کرده و قصد دارد آن را در چندین مکان آزمایش کند. این تلاش ها و فعالیت های بعدی نمونه های خوبی از نحوه همکاری آزمایشگاه های علمی با نهادهای تجاری برای انتقال تحقیقات آزمایشگاهی به راه حل های دنیای واقعی است. به عنوان مثال، محققان PNNL در حال انجام آزمایش‌های بلندمدت با سیستم‌های جداسازی مغناطیسی برای استفاده بالقوه در فرآیندهای استخراج نفت و گاز هستند که می‌تواند جریان‌های درآمد بیشتری برای جبران هزینه‌های تولید ایجاد کند.

علاوه بر موزل، آنها با شرکای تجاری دیگر برای ارزیابی استفاده از این فناوری برای منابع لیتیوم خود در نوادا و کانادا کار می کنند. در نهایت، در کاربردهای مختلف، محققان PNNL پوسته‌های نانوذرات را سفارشی می‌کنند تا به طور خاص سایر عناصر و مواد معدنی مهم تجاری و استراتژیک مورد استفاده در فناوری‌های انرژی، دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی، الکترونیک و غیره را هدف قرار دهند. . به عنوان مثال، آنها با Moselle و Geo40 برای کشف امکان استخراج سزیم و آنتیموان از آب نمک زمین گرمایی در یک کارخانه زمین گرمایی در نیوزیلند کار می کنند.

در حالی که هیچ یک از این تلاش ها جادویی را در برابر چشمان ما نشان نمی دهد، مطمئناً نتایج بهتری نسبت به کیمیاگران به ما خواهد داد. رویکرد جدید PNNL واقعاً قابل توجه است زیرا نوید استخراج مواد معدنی ضروری را به روشی سریع و مقرون به صرفه می دهد. نتیجه این فناوری ممکن است طلا نباشد، اما تغییراتی از این دست ممکن است با وزن آنها برابری کند.

منبع: scitechdaily

ترجمه: مصطفی جرفی فرارو


تمامی اخبار به صورت تصادفی و رندومایز شده پس از بازنویسی رباتیک در این سایت منتشر شده و هیچ مسئولتی در قبال صحت آنها نداریم