Ekstraksi litium murni 99% menjadi mungkin berkat metode elektrokimia baru yang dilakukan ilmuwan AS
Para peneliti di Amerika Serikat telah mengembangkan metode baru untuk mengekstraksi 99% litium murni dari larutan yang rasio natrium dan litiumnya adalah 1.000 berbanding 1. Tim dari Fakultas Teknik Molekuler Universitas Chicago Pritzker menemukan bahwa interkalasi elektrokimia dapat digunakan untuk mengekstraksi bahan baterai litium yang penting. Hal yang umum terjadi di dunia baterai dan superkapasitor adalah ketika peneliti menerapkan listrik untuk memasukkan ion di antara lapisan bahan yang berbeda. Menggunakan teknik ini untuk mengekstraksi bahan dari air menciptakan filter yang diberi makan secara paksa, menggunakan arus listrik untuk menarik ion litium bermuatan melalui jalur mikroskopis. Namun jalur yang dilewati ion litium juga akan menerima ion-ion lain, termasuk natrium yang jauh lebih umum. Penelitian ini mengungkapkan bahwa jalur ion yang membiarkan litium melewati material berlapis – dalam penelitian khusus ini, oksida kobalt – diatur oleh gaya dorong dan tarikan antara dua gaya. Hal ini mewakili kemajuan dalam ilmu pengetahuan murni dan jalan ke depan untuk mengembangkan teknik ekstraksi baru di dunia nyata, menurut para peneliti. Tujuannya adalah mengembangkan bahan yang dapat memisahkan litium secara selektif “Tujuan kami adalah mengembangkan bahan yang dapat memisahkan litium secara selektif dari garam lain,” kata penulis pertama makalah tersebut, mantan mahasiswa pascasarjana PME UChicago, Grant Hill, PhD’24. “Untuk bahan-bahan kelas ini, pesaing utamanya adalah natrium, karena secara kimiawi keduanya memiliki muatan dan ukuran yang sama.” Mereka membutuhkan asam dalam jumlah besar untuk melelehkan bijih spodumene yang dipanggang atau lubang air garam yang sangat besar untuk menarik jutaan galon air asin dari bawah bumi dan mengeringkannya di bawah sinar matahari. “Kami tahu ada dua reaksi paralel yang akan selalu terjadi pada waktu yang sama,” kata UChicago PME Assoc. Prof Chong Liu, penulis koresponden dari karya baru ini. “Salah satu didorong oleh muatan, ketika arus dimasukkan ke dalam material. Yang lainnya adalah secara alami, material akan menemukan keseimbangan.” Hill menggambarkan jalur ion sebagai jalan raya yang dikelilingi oleh tempat parkir. “Setiap ion litium saat dimulai memiliki banyak situs terbuka di sebelahnya, dan ketika natrium dimasukkan, ia akhirnya menekan semua situs litium yang bersebelahan,” kata Hill. “Untuk area material yang ramah litium, tempat parkirnya sudah penuh.” Untuk mengatasi tantangan ini diperlukan pengoptimalan ukuran partikel ion litium dan menemukan keseimbangan antara dua reaksi yang bersaing. Reaksi pertama dari dua reaksi tersebut adalah interkalasi itu sendiri, yang disebabkan oleh para peneliti yang menggunakan arus untuk menambahkan ion di antara lapisan. Itulah lalu lintas di jalan raya. Yang kedua adalah pertukaran ion ketika ion natrium dan litium yang bersaing menemukan keseimbangan, laju ion masuk ke tempat parkir metaforis, menurut siaran pers. Kesetimbangan terjadi dengan kecepatannya sendiri, namun para peneliti dapat menentukan seberapa cepat mereka memompa ion. Ini berarti mereka dapat mengatur “kecepatan” reaksi pertama ke salah satu dari tiga opsi: lebih cepat, lebih lambat, atau sama dengan kecepatan reaksi kedua, sesuai rilis. “Kami menemukan bahwa ketiga rezim berperilaku sangat berbeda, dan hanya itu jika Anda mengizinkannya cukup waktu untuk membiarkan pertukaran ion mengejar interkalasi, maka kita dapat memperoleh respons material yang sangat reversibel ini,” kata Liu. Para peneliti mengungkapkan bahwa memasukkan ion secara perlahan dan menemukan ukuran partikel yang ideal memungkinkan terjadinya reversibilitas ini.
Diterbitkan : 2026-07-03 00:48:00
sumber : interestingengineering.com
