Une équipe de recherche internationale a mis au point et breveté une nouvelle technique de filtration qui pourrait un jour réduire les temps d'extraction du lithium et changer la façon dont l'avenir est alimenté.

La première étude mondiale, publié aujourd'hui dans la prestigieuse revue internationale Matériaux naturels , présente des résultats qui démontrent la manière dont les canaux Metal-Organic Framework (MOF) peuvent imiter la fonction de filtrage, ou « sélectivité ionique », de canaux ioniques biologiques intégrés dans une membrane cellulaire.

Inspiré par les capacités de filtrage précises d'une cellule vivante, l'équipe de recherche a développé une membrane synthétique de canal ionique à base de MOF qui est réglée avec précision, en taille et en chimie, pour filtrer les ions lithium de manière ultra-rapide, manière unidirectionnelle et hautement sélective.

Cette découverte, développé par des chercheurs de l'Université Monash, CSIRO, l'Université de Melbourne et l'Université du Texas à Austin, ouvre la possibilité de créer une technologie de filtrage révolutionnaire qui pourrait changer considérablement la façon dont l'extraction du lithium à partir de la saumure est entreprise.

Cette technologie a reçu un brevet mondial en 2019. Energy Exploration Technologies, Inc. (EnergyX) a depuis exécuté une licence exclusive mondiale pour commercialiser la technologie.

« Sur la base de cette nouvelle recherche, nous pourrions un jour avoir la capacité de produire des filtres simples qui prendront des heures pour extraire le lithium de la saumure, plutôt que plusieurs mois ou années, " a déclaré le professeur Huanting Wang, co-auteur principal de la recherche et professeur de génie chimique à l'Université Monash.

« Des études préliminaires ont montré que cette technologie a un taux de récupération du lithium d'environ 90 %, une amélioration substantielle par rapport au taux de récupération de 30 % obtenu grâce au processus d'évaporation solaire actuel.

Le professeur Benny Freeman du département de génie chimique McKetta de l'Université du Texas à Austin, a déclaré :« Grâce à l'international, équipe interdisciplinaire et collaborative impliquée dans cette recherche, nous découvrons de nouvelles voies vers des membranes de séparation très sélectives.

"Nous sommes à la fois enthousiastes et espérons que la stratégie décrite dans cet article fournira une feuille de route claire pour la récupération des ressources et la purification de l'eau à faible consommation d'énergie de nombreuses espèces moléculaires différentes."

Le professeur agrégé (Jefferson) Zhe Liu de l'Université de Melbourne a déclaré :« Le mécanisme de fonctionnement de la nouvelle membrane de filtration à base de MOF est particulièrement intéressant, et est une compétition délicate entre la déshydratation partielle des ions et l'interaction d'affinité ionique avec les groupes fonctionnels distribués le long des nanocanaux MOF.

« Il existe un potentiel important de conception de nos systèmes membranaires à base de MOF pour différents types d'applications de filtration, y compris pour une utilisation dans l'extraction du lithium à partir de saumure."

Le professeur agrégé du CSIRO et de l'Université Monash, Matthew Hill, a déclaré :« Nous sommes ravis que notre collaboration de recherche internationale ait fait une percée qui pourrait améliorer l'approvisionnement en lithium. Ceci est important pour permettre aux véhicules électriques et à l'intégration au réseau de sources d'énergie renouvelables. »

"C'est vraiment un honneur de travailler avec des scientifiques aussi brillants dans toutes ces organisations, " dit Teague Egan, Fondateur et PDG d'EnergyX.

"Cette invention révolutionnaire va littéralement changer la façon dont le lithium est produit et la façon dont nous alimentons notre avenir."

L'extraction de lithium à partir de saumure est la plus courante dans le Triangle du lithium, une région des Andes bordant l'Argentine, Bolivie et Chili, qui détient environ la moitié des réserves mondiales de lithium et quelques sites aux États-Unis.

Avec la majorité du lithium australien produit à partir du minéral spodumène, la nouvelle technique pourrait stimuler l'étude des lacs salés australiens pour des options potentielles de production de lithium.