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 Wie breitet sich der Kalikokrebs aus?
25.06.2018 | Pädagogische Hochschule Karlsruhe

nachricht Brücken bauen mit Wassermolekülen
25.06.2018 | Technische Universität Wien

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: Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

Stellarator-Rekord für Fusionsprodukt / Erste Bestätigung für Optimierung

Höhere Temperaturen und Dichten des Plasmas, längere Pulse und den weltweiten Stellarator-Rekord für das Fusionsprodukt hat Wendelstein 7-X in der...

Im Focus: Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

Bei der Entwicklung innovativer Superrechner-Architekturen ist Europa dabei, die Führung zu übernehmen. Leuchtendes Beispiel hierfür ist der neue Höchstleistungsrechner, der in diesen Tagen am Jülicher Supercomputing Centre (JSC) an den Start geht. JUWELS ist ein Meilenstein hin zu einer neuen Generation von hochflexiblen modularen Supercomputern, die auf ein erweitertes Aufgabenspektrum abzielen – von Big-Data-Anwendungen bis hin zu rechenaufwändigen Simulationen. Allein mit seinem ersten Modul qualifizierte er sich als Nummer 1 der deutschen Rechner für die TOP500-Liste der schnellsten Computer der Welt, die heute erschienen ist.

Das System wird im Rahmen des von Bund und Sitzländern getragenen Gauß Centre for Supercomputing finanziert und eingesetzt.

Im Focus: Superconducting vortices quantize ordinary metal

Russian researchers together with their French colleagues discovered that a genuine feature of superconductors -- quantum Abrikosov vortices of supercurrent -- can also exist in an ordinary nonsuperconducting metal put into contact with a superconductor. The observation of these vortices provides direct evidence of induced quantum coherence. The pioneering experimental observation was supported by a first-ever numerical model that describes the induced vortices in finer detail.

These fundamental results, published in the journal Nature Communications, enable a better understanding and description of the processes occurring at the...

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

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

Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

25.06.2018 | Physik Astronomie

Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

25.06.2018 | Informationstechnologie

Leuchtfeuer in der Produktion

25.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

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