Un team di ricerca internazionale ha sperimentato e brevettato una nuova tecnica di filtrazione che potrebbe un giorno ridurre i tempi di estrazione del litio e cambiare il modo in cui viene alimentato il futuro.

Il primo studio al mondo, pubblicato oggi sulla prestigiosa rivista internazionale Materiali della natura , presenta risultati che dimostrano il modo in cui i canali Metal-Organic Framework (MOF) possono imitare la funzione di filtraggio, o "selettività ionica", di canali ionici biologici incorporati all'interno di una membrana cellulare.

Ispirato dalle precise capacità di filtraggio di una cellula vivente, il team di ricerca ha sviluppato una membrana sintetica a canale ionico basata su MOF che è sintonizzata con precisione, sia nelle dimensioni che nella chimica, per filtrare gli ioni di litio in modo ultra veloce, modo unidirezionale e altamente selettivo.

Questa scoperta, sviluppato dai ricercatori della Monash University, CSIRO, l'Università di Melbourne e l'Università del Texas ad Austin, apre la possibilità di creare una tecnologia di filtraggio rivoluzionaria che potrebbe cambiare sostanzialmente il modo in cui viene eseguita l'estrazione del litio dalla salamoia.

Questa tecnologia ha ricevuto un brevetto mondiale nel 2019. Tecnologie di esplorazione energetica, Inc. (EnergyX) da allora ha stipulato una licenza esclusiva mondiale per commercializzare la tecnologia.

"Sulla base di questa nuova ricerca, un giorno potremmo avere la capacità di produrre filtri semplici che impiegheranno ore per estrarre il litio dalla salamoia, piuttosto che diversi mesi o anni, " ha detto il professor Huanting Wang, co-autore della ricerca e professore di ingegneria chimica alla Monash University.

"Studi preliminari hanno dimostrato che questa tecnologia ha un tasso di recupero del litio di circa il 90%, un miglioramento sostanziale rispetto al tasso di recupero del 30% ottenuto attraverso l'attuale processo di evaporazione solare".

Il professor Benny Freeman del Dipartimento di Ingegneria Chimica McKetta dell'Università del Texas ad Austin, ha dichiarato:"Grazie all'internazionale, team interdisciplinare e collaborativo coinvolto in questa ricerca, stiamo scoprendo nuove vie per membrane di separazione molto selettive.

"Siamo entrambi entusiasti e fiduciosi che la strategia delineata in questo documento fornirà una chiara tabella di marcia per il recupero delle risorse e la purificazione dell'acqua a basso consumo energetico di molte specie molecolari diverse".

Il professore associato (Jefferson) Zhe Liu dell'Università di Melbourne ha dichiarato:"Il meccanismo di funzionamento della nuova membrana di filtrazione basata su MOF è particolarmente interessante, ed è una delicata competizione tra disidratazione parziale ionica e interazione ionica affinitiva con i gruppi funzionali distribuiti lungo i nanocanali MOF.

"C'è un potenziale significativo nella progettazione dei nostri sistemi a membrana basati su MOF per diversi tipi di applicazioni di filtrazione, anche per l'uso nell'estrazione del litio dalla salamoia."

CSIRO e il professore associato della Monash University, Matthew Hill, hanno dichiarato:"Siamo lieti che la nostra collaborazione di ricerca internazionale abbia compiuto un passo avanti che potrebbe migliorare la fornitura di litio. Questo è importante per consentire i veicoli elettrici e l'integrazione della rete di fonti di energia rinnovabile".

"È davvero un onore lavorare con scienziati così brillanti in tutte queste organizzazioni, " disse Teague Egan, Fondatore e CEO di EnergyX.

"Questa invenzione rivoluzionaria cambierà letteralmente il modo in cui viene prodotto il litio e il modo in cui alimentiamo il nostro futuro".

L'estrazione del litio dalla salamoia è più comune nel triangolo del litio, una regione delle Ande al confine con l'Argentina, Bolivia e Cile, che detiene circa la metà delle riserve mondiali di litio e alcuni siti negli Stati Uniti.

Con la maggior parte del litio australiano prodotto dal minerale spodumene, la nuova tecnica potrebbe stimolare l'indagine sui laghi salati australiani per potenziali opzioni di produzione di litio.