Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lithiumionen-Extraktion

04.11.2016

Effektive Abtrennung von Lithium aus Salzlaugen an einer Polymer-Komposit-Funktionsmembran

Die zunehmende Nutzung von Lithium in Akkus und Hochleistungslegierungen erfordert verbesserte Extraktionsmethoden für Lithium aus Primärquellen wie Salzseen. Chinesische Wissenschaftler haben jetzt eine Festmembran entwickelt, die die Ionenselektion von biologischen Ionenkanälen mit der Molekularsiebtechnik kombiniert. In der Zeitschrift Angewandte Chemie beschreiben sie die effiziente Abtrennung von Lithiumionen aus ionenhaltiger Lauge mit ihrer innovativen Festmembran aus einem polymerfunktionalisierten metallorganischen Gerüst.


Lithiumabtrennung an HKUST-1-Membran

(c) Wiley-VCH

Lithium ist kein seltenes Element, aber die chemische Nähe der Lithiumionen mit Natrium-, Magnesium- oder Kaliumionen machen eine selektive Abtrennung schwierig. Trotz vieler verfügbaren Techniken ist eine ökonomische, umweltfreundliche und effiziente Extraktionstechnologie noch nicht gefunden.

Xinsheng Peng and Banglin Chen an der Zhejiang University von Hangzhou (China) und der University of Texas at San Antonio (USA) untersuchen die kombinierte Selektion aus chemischer Affinität und Molekularsiebtechnik. Sie stellen eine Komposit-Festmembran aus einem porösen metallorganischen Gerüst vor, in das ein funktionelles Polymer verwoben ist, und mit dem sie eine hervorragende Lithiumionenleitfähigkeit bei gleichzeitiger Rückhaltung von Störionen erzielen.

Als Festmembran-Basis wählten die Wissenschaftler das HKUST-1, ein kupferhaltiges Koordinationspolymer. Durch seine Porösität wirkt es als Molekularsieb und kann größere Bestandteile zurückhalten.

Für die Selektion nach der chemischen Affinität integrierten sie lineares Polystyrolsulfonat (PSS) in die Festmembran, dessen funktionelle Gruppen eine besonders gute Leitfähigkeit von Lithiumionen gegenüber anderen Ionen haben. "Das Verhältnis der Leitfähigkeiten zwischen verschiedenen Kationen zählt als idealer Trennfaktor", begründen die Autoren ihre Wahl.

Das PSS-Polymer wurde in einem zweistufigen Prozess in das HKUST-1-Gerüst eingewoben, zuerst durch feste Verknüpfung mit der HKUST-1-Vorstufe und dann Umwandlung in die PSS@HKUST-1-Membran. Die hergestellte Komposit-Festmembran vereinigt somit das Molekularsiebgerüst des Komposits mit der Polymerfunktionalität.

Die Wissenschaftler beobachteten tatsächlich eine herausragende Selektivität für Lithium über die verwandten Natrium-, Kalium- oder Magnesiumionen, und das bei einer raschen Lithiumflussrate. Durch den Siebeffekt können nur kleine Ionen passieren, größere Verunreinigungen wie Schwermetalle bleiben draußen. Und der Ansatz lässt sich verallgemeinern. "Er kann auch auf andere polymerfunktionalisierte poröse Komposite erweitert werden", meinen die Autoren. Lithium könnte bald aus Salzseen gewonnen werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 39/2016

Autor: Banglin Chen, University of Texas at San Antonio (USA), https://www.utsa.edu/chem/faculty/BanglinChen.html

Link zum Originalbeitrag: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201607329

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

https://presse.angewandte.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen
17.05.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock
17.05.2019 | Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quanten-Cloud-Computing mit Selbstcheck

Mit einem Quanten-Coprozessor in der Cloud stoßen Innsbrucker Physiker die Tür zur Simulation von bisher kaum lösbaren Fragestellungen in der Chemie, Materialforschung oder Hochenergiephysik weit auf. Die Forschungsgruppen um Rainer Blatt und Peter Zoller berichten in der Fachzeitschrift Nature, wie sie Phänomene der Teilchenphysik auf 20 Quantenbits simuliert haben und wie der Quantensimulator das Ergebnis erstmals selbständig überprüft hat.

Aktuell beschäftigen sich viele Wissenschaftler mit der Frage, wie die „Quantenüberlegenheit“ auf heute schon verfügbarer Hardware genutzt werden kann.

Im Focus: Self-repairing batteries

UTokyo engineers develop a way to create high-capacity long-life batteries

Engineers at the University of Tokyo continually pioneer new ways to improve battery technology. Professor Atsuo Yamada and his team recently developed a...

Im Focus: Quantum Cloud Computing with Self-Check

With a quantum coprocessor in the cloud, physicists from Innsbruck, Austria, open the door to the simulation of previously unsolvable problems in chemistry, materials research or high-energy physics. The research groups led by Rainer Blatt and Peter Zoller report in the journal Nature how they simulated particle physics phenomena on 20 quantum bits and how the quantum simulator self-verified the result for the first time.

Many scientists are currently working on investigating how quantum advantage can be exploited on hardware already available today. Three years ago, physicists...

Im Focus: Accelerating quantum technologies with materials processing at the atomic scale

'Quantum technologies' utilise the unique phenomena of quantum superposition and entanglement to encode and process information, with potentially profound benefits to a wide range of information technologies from communications to sensing and computing.

However a major challenge in developing these technologies is that the quantum phenomena are very fragile, and only a handful of physical systems have been...

Im Focus: A step towards probabilistic computing

Working group led by physicist Professor Ulrich Nowak at the University of Konstanz, in collaboration with a team of physicists from Johannes Gutenberg University Mainz, demonstrates how skyrmions can be used for the computer concepts of the future

When it comes to performing a calculation destined to arrive at an exact result, humans are hopelessly inferior to the computer. In other areas, humans are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

MS Wissenschaft startet Deutschlandtour mit Fraunhofer-KI an Bord

17.05.2019 | Veranstaltungen

Wie sicher ist autonomes Fahren?

16.05.2019 | Veranstaltungen

Chemie – das gemeinsame Element

16.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Additive Maschinen lernen Superlegierungen kennen

17.05.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics