«Супермагистраль» для лития: нанотрубки из нитрида бора ускорили движение ионов в 30 раз

В мире современной энергетики и технологий спрос на литий растет с каждым днем. Новое исследование, проведенное учеными Иллинойсского университета в Чикаго, представило революционную инновацию: было обнаружено, что нанотрубки из нитрида бора обладают способностью проводить ионы лития гораздо быстрее, чем это предсказывали теоретические модели. Ожидается, что это открытие повысит эффективность аккумуляторов и радикально изменит процессы переработки лития. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает об этом.

Согласно данным иксбт.ком, нанотрубки из нитрида бора не только быстро проводят ионы лития, но и выполняют функцию своеобразного «фильтра». Они легко пропускают ионы лития, блокируя при этом многие другие ионы. Один из авторов исследования, доцент Сангил Ким, отметил, что скорость движения ионов, наблюдавшаяся в эксперименте, оказалась выше, чем во всех известных до сих пор системах.

Возможности для аккумуляторов нового поколения и промышленности

Управление потоком ионов в наноканалах было одним из главных препятствий при создании аккумуляторов нового поколения, установок для опреснения воды и технологий извлечения редких металлов. Основная проблема заключалась в обеспечении высокой селективности (избирательности) при высокой скорости фильтрации. Нанотрубки из нитрида бора смогли идеально объединить эти два требования.

Чтобы проверить свои идеи на практике, ученые создали специальную мембрану, состоящую из миллионов заряженных нанотрубок. Когда эта мембрана была помещена между солевыми растворами различной концентрации, выяснилось, что литий проходит через нее в 31 раз быстрее, чем ожидалось. При этом прохождение других ионов эффективно ограничивалось, что обеспечивает высокую точность при извлечении лития.

Исследователи также создали компактное устройство, чтобы продемонстрировать практическое применение этой технологии. Данное устройство преобразует химическую разность солевых растворов в электрическую энергию. Полученной энергии хватило для питания простых устройств, таких как электронные часы или калькулятор. Этот процесс напоминает механизм генерации электрического заряда в теле электрических скатов.

Планы на будущее и проблема дефицита лития

В настоящее время, когда в развивающихся странах растет интерес к электромобилям и возобновляемым источникам энергии, технологии эффективного получения литиевого сырья крайне важны. Новое открытие может оказать большую помощь, особенно в утилизации старых аккумуляторов и повторном извлечении из них лития.

Команда ученых планирует в будущем работать над применением этой технологии в промышленных масштабах. Основное внимание будет уделено повышению эффективности добычи лития и более глубокому изучению аномально быстрого движения ионов в наноструктурах. Если этот метод станет массовым, производство источников питания для смартфонов и электромобилей может стать значительно дешевле и быстрее.