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Extrem günstiges Lithium und Wasserstoff aus Meerwasser – Technologie aus Saudi-Arabien

© Pexels / PixabayMeer (Symbolbild)
Meer (Symbolbild) - SNA, 1920, 09.06.2021
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Lithium aus dem Meerwasser könnte dem gegenwärtigen Batteriehunger ganz neue Perspektiven eröffnen. Ein extrem kostengünstiges Verfahren aus Saudi-Arabien liefert beiläufig noch weitere nützliche Substanzen.
Mit der Erfindung der Lithiumionen-Batterie ist auch der Bedarf an dem leichten Metall sprunghaft angestiegen, das in vielen Geräten und in Elektroautos eingesetzt wird. Die Lagerstätten des Metalls sind allerdings ungleich verteilt. Das größte Vorkommen an Land befindet sich im sogenannten „Lithium-Dreieck“, das sich durch Chile, Bolivien und Argentinien erstreckt. Doch diese Reserven sind Schätzungen zufolge selbst wiederum klein im Vergleich zu dem Lithium, das gelöst in den Weltmeeren zirkuliert.
Ein neues technisches Verfahren soll laut einer Studie die Gewinnung von Lithium aus Meerwasser nicht nur kostengünstig werden lassen, sondern als Nebenprodukte auch Wasserstoff, Chlorgas und entsalztes Wasser fördern. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Scienceerschienen. Darüber hat unter anderem das Medium „New Atlas“ berichtet.
Das Verfahren, das an der saudi-arabischen König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie entwickelt wurde, basiert auf der Elektrolyse. Der gesamte Prozess lief im Laborexperiment in drei abgetrennten Räumen ab: Der mittlere Raum ist ein Reservoir, in das Salzwasser gepumpt wird, die beiden anderen Räume sind die beiden Pole, die Kathode und Anode, die jeweils durch Membranen vom mittleren Raum abgetrennt sind.
Vom Reservoir wandern die Lithiumionen durch eine spezielle Keramikmembran zu speziell beschichteten Kupfer-Kathode, dem Minuspol der Zelle, und verbleiben dort in einer Lösung aus Phosphorsäure. Die Membran hat dabei die Eigenschaft, größere Metall-Ionen wie das Natriumion nicht durchzulassen, sodass nur das erwünschte Lithium hindurchgelangen kann. Negative Ionen strömen dagegen durch eine gewöhnliche Austauschmembran in den anderen Raum mit einer Natriumchloridlösung auf die Anode zu, die aus einer Platin-Ruthenium-Legierung besteht.
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Mit Wasser aus dem Roten Meer

Dieses System wurde im Labor bereits an Wasser aus dem Roten Meer erprobt. Bei einer Spannung von 3,25 Volt setzte sich an der Kathode Wasserstoffgas und an der Anode Chlorgas ab. Dieser Prozess wiederum trieb gelöste Lithiumionen dazu, durch die Membran in die Kammer mit der Kathode zu strömen. Die Lösung wurde immer weiter konzentriert und dann das Lithium bei einer besonders hohen Konzentration chemisch ausgefällt. Das Ergebnis: 99,95 Prozent reines Lithiumphosphat. Der Reinheitsgrad des Lithiums soll dabei den Forschern zufolge den Anforderungen für die Batterieproduktion genügen.
Laut den Forschern soll auf diese Weise mit einem Strompreis von fünf Dollar ein Kilogramm Lithium aus Meerwasser gewonnen werden können. Ebenfalls würden dabei wertvoller Wasserstoff und Chlor anfallen, die diese Kosten mehr als ausgleichen würden. Denn Nebenprodukte könnten den Forschern zufolge für 6,90 und 11,70 US-Dollar verkauft werden. Zudem kann das bereits stark entsalzte Salzwasser nach dem Prozess weiter in Entsalzungsanlagen geleitet werden, um Süßwasser zu gewinnen.
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