ईवी बैटरी के लिए स्थायी लिथियम निष्कर्षण

इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) बैटरी के लिए लिथियम को सुरक्षित करने की दौड़ में, राइस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक ग्राउंडब्रेकिंग निष्कर्षण विधि का अनावरण किया है जो उद्योग को बदल सकता है।विज्ञान एडवांस में प्रकाशित उनका अध्ययन, झिल्ली सामग्री के रूप में ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स (एसएसई) के एक अभिनव उपयोग को प्रदर्शित करता है, जलीय समाधानों में निकट-परिपूर्ण लिथियम चयनात्मकता को प्राप्त करता है।

प्रारंभ में ठोस-राज्य बैटरी में लिथियम-आयन चालन के लिए डिज़ाइन किया गया था, एसएसई को आयन पृथक्करण के एक अभूतपूर्व स्तर को सक्षम करने के लिए पुनर्निर्मित किया गया है।आयन परिवहन के लिए नैनोस्केल छिद्रों का उपयोग करने वाले पारंपरिक झिल्ली के विपरीत, एसएसई एक कठोर क्रिस्टलीय जाली के भीतर एक निर्जल होपिंग तंत्र के माध्यम से काम करते हैं।यह संरचना प्रभावी रूप से सोडियम और मैग्नीशियम जैसे आयनों को अवरुद्ध करती है, जिससे केवल लिथियम को गुजरने की अनुमति मिलती है।


राइस यूनिवर्सिटी के एक प्रोफेसर के प्रमुख शोधकर्ता मेनकेम एलिमेलेक ने कहा, "चुनौती केवल लिथियम उत्पादन में वृद्धि नहीं कर रही है - यह एक स्थायी और आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीके से ऐसा कर रहा है।"

खनन और नमकीन वाष्पीकरण सहित पारंपरिक लिथियम निष्कर्षण विधियाँ संसाधन-गहन और पर्यावरणीय रूप से हानिकारक हैं।वैज्ञानिक इन मुद्दों को हल करने के लिए औद्योगिक अपशिष्ट जल और भूतापीय ब्राइन्स जैसे अपरंपरागत स्रोतों से प्रत्यक्ष लिथियम निष्कर्षण (डीएलई) की खोज कर रहे हैं।हालांकि, मौजूदा डीएलई प्रौद्योगिकियां आयन चयनात्मकता के साथ संघर्ष करती हैं, जिससे लिथियम पृथक्करण अक्षम हो जाता है।

एलिमेलेक की टीम ने एक इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रणाली में एसएसई-आधारित झिल्ली का उपयोग करके इस चुनौती को पार कर लिया, जहां एक लागू विद्युत क्षेत्र झिल्ली के पार लिथियम आयनों को चलाता है।यहां तक ​​कि प्रतिस्पर्धी आयनों की उच्च सांद्रता के साथ समाधान में, एसएसई झिल्ली ने लगातार लिथियम शुद्धता के स्तर को हासिल किया कि पारंपरिक प्रौद्योगिकियां पहुंचने में विफल रही हैं।

एमआईटी में अध्ययन के पहले लेखक और पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता सोहम पटेल ने बताया, "एसएसई जाली एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करती है, जो कि लिथियम को पास करने की अनुमति देती है, जबकि एमआईटी में अध्ययन के पहले लेखक और पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता सोहम पटेल ने समझाया।

जैसा कि लिथियम की मांग ईवी, इलेक्ट्रॉनिक्स और अक्षय ऊर्जा क्षेत्रों में बढ़ती है, यह सफलता लिथियम कटाई के लिए एक स्थायी समाधान प्रदान कर सकती है।खनन और रासायनिक-गहन शुद्धि पर निर्भरता को कम करके, एसएसई-आधारित निष्कर्षण न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ एक स्थिर लिथियम आपूर्ति को सुरक्षित कर सकता है।लिथियम से परे, शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि एसएसई झिल्ली अन्य महत्वपूर्ण तत्वों को निकालने के लिए नई तकनीकों को प्रेरित कर सकता है, अधिक टिकाऊ संसाधन वसूली के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है।