Химики из Китая разработали мембрану на базе нитрида углерода, которая активно пропускает через себя ионы лития и препятствует движению других похожих на него атомов. Ее использование позволит извлекать литий из воды соленых озер, сообщила пресс-служба штаб-квартиры Китайской академии наук (КАН).

«Совершенный нами прорыв при разработке этих мембран открывает новые перспективы для разработки подходов по эффективному извлечению лития из окружающей среды. Литий является одним из самых важных химических элементов для перехода человечества на возобновляемую энергетику и электротранспорт», – заявил профессор Института биоэнергетики и технологии биопроцессов в Циндао Лю Цзянь, чьи слова приводит пресс-служба.

Как объясняют ученые, разработанная ими мембрана похожа по принципам работы на клеточные мембраны и ионные каналы, которые могут избирательно пропускать через себя определенные типы ионов и при этом блокировать движение всех остальных атомов и молекул. К примеру, натриевые и калиевые каналы в нейронах пропускают через себя ионы щелочных металлов, но не магния, кальция и других элементов.

Опираясь на подобные соображения, китайские ученые попытались воспроизвести структуру этих каналов внутри рукотворного материала, состоящего из кристаллов нитрида углерода, а также аморфной формы этого соединения азота и углерода. Химики обнаружили, что обе вариации этого вещества можно расположить в пространстве таким образом, что в их толще возникают поры диаметром в 0,3 нм, через которые проходят ионы лития, но не магния и других металлов.

Работу этого материала ученые проверили на растворах, которые имитировали по своим свойствам воду соленых озер, содержащую в себе большие количества ионов натрия, магния и других металлов, а также небольшие количества атомов лития. Проведенные исследователями опыты показали, что созданные ими мембраны на базе нитрида углерода были способны очень быстро и эффективно извлекать литий из «рассола» даже в том случае, когда его концентрация была в 500 раз ниже, чем ионов магния.

При этом ученые обнаружили, что созданная ими мембрана сохраняла высокий уровень избирательности и проницаемости для ионов лития на протяжении более двухсот часов непрерывной работы, что говорит о ее высокой практической применимости. Как надеются исследователи, созданная ими мембрана упростит извлечение лития из окружающей среды и сделает его производство более дешевым и экологичным процессом.