Nowa metoda polskich chemików pozwala odzyskiwać lit z odpadów solnych

Lit jest jednym z kluczowych surowców współczesnej energetyki. Wykorzystuje się go m.in. w akumulatorach litowo-jonowych, które zasilają telefony, laptopy, samochody elektryczne i magazyny energii. Wraz
z rozwojem elektromobilności oraz odnawialnych źródeł energii rośnie więc zapotrzebowanie nie tylko na sam
lit, ale także na technologie pozwalające pozyskiwać
go szybciej, czyściej i z mniejszymi stratami.

Obecna produkcja litu wiąże się jednak z istotnymi kosztami środowiskowymi, energetycznymi
i gospodarczymi. Dlatego coraz większe znaczenie
mają metody, które pozwalają lepiej wykorzystywać już istniejące źródła, w tym materiały ubogie lub odpadowe. Odzyskiwanie litu z osadów solnych mogłoby ograniczyć ilość surowca traconego w procesach technologicznych, zmniejszyć presję na nowe wydobycie i poprawić efektywność gospodarowania pierwiastkiem ważnym
dla transformacji energetycznej.

Lit otrzymuje się głównie ze skał oraz z naturalnych solanek. Wydobycie ze skał wymaga wysokiej temperatury i użycia silnie działających odczynników chemicznych.
Z kolei pozyskiwanie litu z solanek polega często na wielomiesięcznym odparowywaniu wody w ogromnych basenach. Taki proces zajmuje dużo czasu, wymaga odpowiednich warunków klimatycznych i prowadzi do strat. W klasycznym przetwarzaniu solanek odzyskuje się często tylko około połowy litu, a pozostała część trafia do stałych osadów soli, odkładanych później na hałdach. Problem polega na tym, iż z chemicznego punktu widzenia
lit występuje tam w otoczeniu wielu innych jonów.
W mieszaninie znajdują się m.in. sód, potas, magnez
i wapń. Wszystkie tworzą sole, wiele z nich dobrze rozpuszcza się w wodzie, a część ma podobne adekwatności.

Oddzielenie niewielkiej ilości litu od dużego nadmiaru innych składników przypomina szukanie bardzo konkretnego ziarenka w worku podobnie wyglądających kryształków piasku. Potrzebna jest cząsteczka, która potrafi rozpoznać jon litu i przenieść go do innego roztworu, zostawiając większość pozostałych soli
na miejscu.

Tym zajęli się naukowcy z Instytutu Chemii Organicznej PAN, Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego
i Politechniki Warszawskiej. W pracy opublikowanej
w czasopiśmie naukowym „Angewandte Chemie International Edition” opisali związki chemiczne zdolne
do selektywnego wychwytywania litu ze stałych mieszanin soli. Punktem wyjścia były znane od dawna jonofory sodowe, czyli cząsteczki stosowane najczęściej
do rozpoznawania jonów sodu w elektrodach jonoselektywnych. W nowych badaniach okazało się,
że te same szkielety cząsteczkowe mogą wyraźnie preferować lit w roztworze.