Eine neue, bio-inspirierte Membran kann den Abbau von Lithium sauberer gestalten.

Der Bedarf an Lithium für die Batterien von Elektroautos wird in absehbarer Zeit nicht zurückgehen. Moderne Batterien benötigen es, und seine Beschaffung ist keineswegs einfach. Die Gewinnung von Lithium kann ein komplexer, zeitaufwändiger und umweltschädlicher Prozess sein. Deshalb könnte die neue technologische Innovation der University of Texas at Austin von großer Bedeutung sein. Es handelt sich um einen neuen Extraktionsprozess, der im Grunde ein neu konzipiertes, biologisch inspiriertes Filterverfahren verwendet, um Lithium schneller, einfacher und mit weniger schädlichen Abfällen zu trennen.

„Lithium ist in unseren Telefonen, Autos und im Stromnetz enthalten, doch seine saubere Gewinnung aus dem Boden bleibt ein schwieriges Problem“, erklärte in einer Stellungnahme Manish Kumar, Professor am Fariborz Maseeh Department of Civil, Architectural and Environmental Engineering. „Unser Ziel ist ein schnellerer, saubererer und einfacher zu handhabender Prozess.“

Derzeit gibt es drei Hauptquellen für Lithium: harte Gesteine, Salzwasser und recycelte alte Batterien. Das Problem ist jedoch, dass Lithium niemals allein vorkommt. Es mischt sich mit und löst sich in anderen Materialien auf – das bedeutet, dass auch nach dem Abbau der Gesteine oder dem Verdunsten des Salzwassers das Lithium weiterhin von anderen Stoffen getrennt werden muss. Genau hier kommt der neue Filter ins Spiel.

Eine Lithiummine

Die University of Texas at Austin hat künstliche Kanäle in nanometrischer Größe entwickelt, die von den natürlichen Mechanismen inspiriert sind, durch die Ionen in lebende Zellen eintreten und wieder austreten. Diese künstlichen Kanäle sind in eine neu entworfene Membran integriert und lassen Lithiumionen durch, während alles andere gefiltert wird – ohne den Einsatz von Chemikalien oder gefährlichen Lösungsmitteln.

„Jetzt haben wir eine Art Werkzeugkasten zur Verfügung, nicht nur ein einzelnes Ergebnis“, erklärte Harekrushna Behera, Forscher im Labor von Kumar. „Indem wir verstehen, wie Ionen mit den chemischen Gruppen am Eingang des Kanals interagieren, können wir an der Entwicklung selektiverer Kanäle für Lithium – und potenziell auch für andere wichtige Mineralien – arbeiten.“

Weitere Experimente sind erforderlich, um herauszufinden, ob diese Technologie in der Industrie eingesetzt werden kann. Die ersten Ergebnisse deuten jedoch vielversprechend aus. Jede neue Lösung, die die Lithiumgewinnung verbessern und reiner machen kann, trägt dazu bei, die Batterien von Elektrofahrzeugen nachhaltiger zu gestalten.

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