Fosforan żelaza posłużył do budowania przystępnych cenowo i bezpiecznych ogniw litowych. Teraz fosforan żelaza w postaci oliwinów pomaga w wychwytywaniu litu z rzadkich roztworów, na przykład wody morskiej, podziemnej lub wody stanowiącej odpad przy morskich odwiertach. Zasada działania jest dokładnie ta sama, co w ogniwach LFP: lit wnika w sieci krystaliczne fosforanu żelaza w strukturze oliwinu, skąd następnie może zostać wydzielony elektrochemicznie.
Metoda z ogniw Li-ion pozwala na produkcję litu
Jony litu mają akurat taką wielkość, żeby zagnieździć się w strukturze krystalicznej fosforanu żelaza i tam zostać. Jony sodu, znacznie powszechniejsze w wodzie morskiej, są za duże, dlatego wnikają do oliwinu tylko w niewielkim stopniu albo zostają na powierzchni. Celem pracy badawczej naukowców z Pritzker Molecular Engineering na University of Chicago było znalezienie takich struktur krystalicznych, które najlepiej sprawdziłyby się na oddzielaniu jonów sodu i przechwytywaniu jonów litu.
Eksperymentowano z cząsteczkami o wielkości od 20 do 6 000 nanometrów, z których następnie budowano elektrody przechwytujące lit z jego słabych roztworów. Okazało się, że struktury zbyt małe lub zbyt duże gromadziły za dużo sodu, który zanieczyszczał lit na etapie jego odzysku (źródło). Idealne okazały się cząsteczki z okolic środka skali. Kolejnym krokiem ma być wydajna metoda produkcji tychże, za sprawą której możliwe będzie pozyskiwanie pierwiastka ze źródeł, które dotychczas uznawano za komercyjnie nieopłacalne (np. woda morska).
Różne rozmiary i kształty oliwinów (c) Gangbin Yan, Jialiang Wei, Emory Apodaca, Suin Choi, Peter J. Eng, Joanne E. Stubbs, Yu Han, Siqi Zou, Mrinal K. Bera, Ronghui Wu, Evguenia Karapetrova, Hua Zhou, Wei Chen & Chong Liu / Identifying critical features of iron phosphate particle for lithium preference
Dziś lit produkowany jest dwiema metodami, obydwie stosowane są równolegle. W wieloletnim procesie odparowuje się coraz gęstsze solanki, żeby zgromadzić w nich jak najwięcej soli litu (np. Chile) lub też wydobywa się go ze skał (np. Australia) – więcej na ten temat pisaliśmy przy okazji dementi krążącego w internecie łańcuszka w artykule pt. Bateria Tesli. Aby ją wyprodukować, potrzebujemy… Jeśli znajdziemy sposób na wydajne pozyskiwanie pierwiastka z wód podziemnych czy oceanów, będzie mogła go wydobywać spora część krajów na świecie.
