Các nhà khoa học ở đang thử nghiệm phương pháp sử dụng hạt nano từ để khai thác những khoáng sản quan trọng như lithium từ nhiều nguồn nước.
Hệ thống lọc lithium của PNNL. Ảnh: PNNL
Lithium là nguyên liệu thiết yếu trong nhiều công nghệ điện tử và năng lượng, bao gồm pin lithium - ion siêu nhẹ cung cấp điện cho mọi thứ từ điện thoại di động tới xe điện. Thị trường toàn cầu cho lithium có thể trị giá tới 8,2 tỷ USD vào năm 2028. Công nghệ đang chờ cấp bằng sáng chế của Ban năng lượng của Phòng thí nghiệm quốc gia tây bắc Thái Bình Dương (PNNL) không chỉ mang đến cho Mỹ cơ hội tự sản xuất lithium và nhiều vật liệu giá trị khác mà còn giúp quá trình sản xuất nhanh gọn và ít tốn kém hơn.
PNNL đang phát triển hạt nano từ bao quanh bởi một lớp vỏ bám hút tốt chuyên gắn vào lithium và nhiều kim loại khác trong nước ở nhiều quy trình công nghiệp. Những nguồn này có thể bao gồm nước ở nhà máy điện địa nhiệt hoặc nước phun ra từ gần mặt đất trong quá trình sản xuất khí đốt hoặc dầu mỏ. Hạt nano từ cũng có thể dùng với nước thải từ nhà máy khử mặn hoặc nước biển.
Sau khi các hạt nhỏ li ti chứa sắt này được thêm vào nước, chúng sẽ liên kết chặt chẽ với lithium trong nước. Sau đó, với sự trợ giúp của một nam châm, hạt nano có thể được thu gom trong vòng vài phút cùng với lithium đi kèm và sẵn sàng để lọc dễ dàng. Sau khi lọc lithium, hạt nano có thể tiếp tục sạc điện và tái sử dụng. Công nghệ có thể thay thế phương pháp lọc lithium thông thường như bơm nước ngầm vào các ao lớn chờ bay hơi. Quá trình có thể kéo dài nhiều tháng, thậm chí nhiều năm trời và ảnh hưởng tới quản lý nước ngầm ở các khu vực khô hạn.
PNNL đang hợp tác với công ty Moselle Technologies để hoàn thiện công nghệ, xin cấp phép và thử nghiệm tại vài địa điểm. Ví dụ, nhóm nghiên cứu ở PNNL đang tiến hành thử nghiệm hệ thống phân tách bằng từ có tiềm năng ứng dụng trong quá trình lọc dầu và khí đốt. Ngoài Moselle, họ cũng làm việc với nhiều đối tác thương mại khác để đánh giá kết quả sử dụng công nghệ tại Nevada và Canada.