Lithium-iontové akumulátory pohánějí spoustu dnešních vymožeností. Není to ideální technologie, ale život bez ní by už byl komplikovanější. Má to háček. Je stále těžší sehnat dostatečné množství lithia. V těžbě tohoto kriticky významného prvku by mohl pomoci nový elektrochemický reaktor, který vyvinuli odborníci americké Rice University.
Výzkumníci Rice navrhli elektrochemický reaktor, který zlepší proces extrakce lithia ze solanky nalezené v místech, jako je např. geotermální kráter na Islandu
Baterie založené na lithiu mají celou řadu nevýhod, včetně obtížné dostupnosti samotného lithia a toho, že občas prudce vzplanou. Přestože se objevuje čím dál více alternativ využívajících sodík, draslík nebo další látky, lithium-iontové akumulátory si stále drží přední pozici na trhu. Jsou poměrně lehké a ukládají energii v relativně vysoké hustotě. I malý bateriový článek tak pojme vcelku dost elektřiny.
Odborníci předpokládají, že navzdory nevýhodám poptávka po těchto článcích dále poroste, hlavně kvůli autobateriím. V roce 2030 by se poptávka po lithium-iontových bateriích měla zvýšit 7× a dosáhnout objemu 187,1 miliard USD. Těžba lithia je ale komplikovaná. Mimo jiné spotřebuje ohromné množství vody. Pro získání 1 t lithia je nutných zhruba 2,2 milionu l vody.
Nepříznivou situaci by mohl změnit revoluční elektrochemický reaktor, který využívá lithium-iontovou vodivou sklokeramickou (LICGC — lithium-ion conductive glass ceramic) membránu. Ta se objevuje v některých typech baterií, ale doposud nebyla nikdy využita v podobném zařízení. Membrána umožňuje procházet iontům lithia, zatímco ionty ostatních látek zadrží, především pokud jde o agresivní ionty chlóru. Testy ukázaly, že reaktor vyrábí z geotermálních zdrojů lithium v čistotě 97,5 %.
Další směr výzkumu se nyní zaměří na problémy se stabilitou reaktoru v průběhu času. Tým totiž pozoroval, že ionty sodíku, na rozdíl od draslíku, hořčíku nebo vápníku, mají tendenci se hromadit na povrchu membrány LICGC, kde následně brání transportu lithia a zvyšují spotřebu energie. Výzkumníci však identifikovali strategie ke zmírnění tohoto problému a hodlají se zaměřit na zkoumání řešení za pomoci povrchových povlaků nebo pulzování proudu, které by činnost reaktoru dále optimalizovalo.
Nový tříkomorový elektrochemický reaktor zlepšuje selektivitu a účinnost extrakce lithia ze solanky © Yuge Feng, Rice University
Stanislav Mihulka, upravil a doplnil Michael Málek