Tecnologia inovadora de membrana oferece extração eficiente de lítio de fontes de água

Um avanço na ciência dos materiais levou ao desenvolvimento de uma nova membrana projetada para extrair seletivamente lítio da água, potencialmente liberando vastas reservas inexploradas desse metal energético essencial.

Embora o fornecimento convencional de lítio dependa fortemente da mineração de rocha dura e da evaporação de lagos salgados, a maior parte do lítio do planeta está, na verdade, dissolvida na água do mar e em salmouras subterrâneas. No entanto, isolar o lítio dessas fontes tem sido historicamente caro e ineficiente devido à presença de íons concorrentes.

A membrana recém-desenvolvida opera separando íons na água com base em seu tamanho e carga elétrica. Ela foi projetada para filtrar cátions indesejados — íons com carga positiva —, permitindo, ao mesmo tempo, um isolamento mais eficaz do lítio.

A membrana em si é composta de vermiculita, um mineral de argila naturalmente abundante e relativamente barato. Por meio de uma técnica especializada, o material é esfoliado em lâminas ultrafinas — cada uma com apenas um bilionésimo de metro de espessura — e então remontado em uma estrutura de filtragem em camadas.

Para manter a integridade estrutural em ambientes aquosos, colunas microscópicas de óxido de alumínio são inseridas entre as camadas. Elas atuam como suportes estabilizadores e ajudam a controlar as propriedades de carga da superfície da membrana.

Uma inovação fundamental no design envolve a modificação da carga superficial da membrana para melhorar a seletividade ao lítio. Com a introdução de íons de sódio, o perfil de carga da membrana é alterado para atrair melhor os íons de lítio, enquanto repele íons de tamanho semelhante, mas menos desejáveis, como o magnésio. Íons de sódio adicionais são usados para estreitar ainda mais o tamanho dos poros, garantindo a passagem de íons menores, como sódio e potássio, enquanto os íons maiores de lítio são retidos.

Essa abordagem de mecanismo duplo — discriminação tanto pelo raio iônico quanto pela carga elétrica — permite uma recuperação significativamente melhorada de lítio de fontes diluídas, como água do mar e salmouras.

Tais avanços na separação seletiva de íons podem abrir caminho para suprimentos de lítio mais diversificados e acessíveis internamente. Eles também têm o potencial de reduzir a dependência de operações de mineração geograficamente concentradas e abrir caminho para novas formas de obtenção de lítio em locais antes considerados antieconômicos.