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Neue Methode zur Gewinnung von Lithium aus dem Ozean
13.09.2021

Neue Methode zur Gewinnung von Lithium aus dem Ozean

In Saudi-Arabien haben Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) über einen neuen Ansatz berichtet: Hochreines Lithium soll zukünftig aus dem Meerwasser gewonnen werden können.

Eine elektrochemische Zelle, die eine Keramikmembran aus Lithium-Lanthan-Titan-Oxid (LLTO) enthält, soll die neue Technik möglich machen: Durch die Löcher in der Kristallstruktur des LLTO ist es möglich, dass die Lithium-Ionen die Zwischenräume passieren und in eine separate Kammer geleitet werden, was bei Metallionen aufgrund ihrer Größe nicht funktionieren würde.

Getestet wurde das neue System mit Meerwasser aus dem Roten Meer. Bei einer Spannung von 3,25 Volt konnte an der Anode Chlorgas und zugleich an der Kathode Wasserstoff entstehen. Hinter der LLTO-Membran konnte sich lithiumhaltiges Wasser in einer Seitenkammer ansammeln, das nach vier Aufbereitungszyklen eine Konzentration von über 9.000 ppm erreicht hatte. Im nächsten Schritt könne festes Lithiumphosphat aus der Flüssigkeit extrahiert werden. Da andere Metallionen nur noch in sehr geringen Mengen in der Lösung enthalten seien, sei das Material somit rein genug und erfülle die Anforderungen der Batteriehersteller. Laut Zhiping Lai von der KAUST sollen künftig sowohl das Zelldesign als auch die Membranstruktur verbessert werden, um die Effizienz des Prozesses weiter optimieren zu können. Man hoffe ebenfalls auf Kooperationspartner, sodass die Membran in größeren Mengen wirtschaftlich produziert werden könne. An dieser Stelle wäre eine Zusammenarbeit mit der Glasindustrie wünschenswert. Über den Zeitpunkt einer Produktion im größeren Stil machten die Forscher des Teams aus Saudi-Arabien bisher allerdings keine konkreten Angaben.

Die Idee, Lithium aus Meerwasser zu gewinnen ist bereits bekannt: Ende 2019 veröffentlichte IBM Research einen Bericht über Batterie-Materialien aus Meerwasser. Die Lithium-Vorkommen im Ozean sind laut Forschungen rund 5.000 Mal höher als an Land. Doch auch wenn das Vorkommen hoch ist, ist das Lithium nur in sehr niedrigen Konzentrationen von 0,2 ppm vorhanden. Somit würden für eine Lithiumgewinnung in größeren Dimensionen enorme Mengen Wasser aus dem Ozean benötigt, was wiederum viel Energie kosten würde, da das Wasser durch Anlagen gepumpt werden müsste. Diesem Problem wollen sich die Forscher nun widmen. Um einen Kostenausgleich zu schaffen, habe man einige Ideen: Zum einen könnte das restliche Meerwasser zu Süßwasser weiterverarbeitet werden. Außerdem würde mit ihrem System nur ein Gegenwert von 5 US-Dollar für Strom benötigt, um ein Kilo Lithiumphosphat zu gewinnen. Da während des Prozesses außerdem sowohl Wasserstoff als auch Chlor gewonnen werden können, entstehe ein zusätzlicher Mehrwert, der die Kosten ausgleichen könnte.


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Quelle: electrive.net, Sebastian Schaal, 08.06.2021
Bild: Pexels auf Pixabay