Производители устройств для накопления электроэнергии, кажется, могут вздохнуть спокойно: проблема дефицита лития — наиболее популярного вещества для производства аккумуляторных батарей — может быть решена кардинально. Команда исследователей из Австралии и США разработала новый метод, позволяющий извлекать ионы лития непосредственно из морской воды.

Интересно, что литий в предложенной технологии, по сути, является побочным продуктом — основной целью ученых было опреснение морской воды. Для производства питьевой воды из насыщенной солями воды моря ученые решили использовать особые вещества, получившие название «металлоорганические каркасы» (metal-organic frameworks, сокр. MOF). Замечательным свойством MOF является то, что они имеют самую большую внутреннюю поверхность по сравнению с любым другим известным на сегодня материалом. Эта поверхность так велика, что всего 1 грамм данного материала, если его «развернуть», может покрыть целое футбольное поле. Именно такая сложная внутренняя структура делает MOF идеальным средством для захвата, хранения и последующего высвобождения молекул различных веществ.

Наиболее известная сегодня технология очистки воды работает по принципу обратного осмоса. Загрязненная вода пропускается через поры мембраны, которые достаточно велики для прохождения молекул воды, но слишком малы для большинства молекул взвесей и примесей. В результате сквозь мембрану проходит только чистая жидкость. Проблема этой технологии в том, что для работы она требует значительных энергозатрат, направленных на перекачку воды через пористую поверхность мембраны под сравнительно высоким давлением.

Но если для изготовления мембраны применить MOF, удаление из воды примесей и даже ионов соли можно производить гораздо более энергоэффективным и экологичным способом. А самое главное — поры MOF можно настроить так, что каждая группа будет задерживать «свои» вещества, например, ионы лития.

Как утверждает один из авторов технологии Хуантин Ванг (Huanting Wang), ионы лития в изобилии встречаются в морской воде, но это еще не все — их можно извлечь и во время очистки сточных вод, образующихся в процессе гидроразрывов нефте- и газоносных слоев при добыче сланцевой нефти и газа и т.д.

Авторы технологии особо подчеркивают, что применение их изобретения позволит не только обеспечить рынок требуемым количеством ценного лития, но и утилизировать вредные отходы и решить проблему нехватки пресной воды.