به گزارش خبرگزاری مهر، این مقاله که با همکاری پژوهشگرانی از کشور استرالیا به رشته تحریر درآمده، به بررسی دستاوردهای اخیر و چالش‌های پیش روی نانو غشاها برای استخراج یون لیتیوم از آب دریا اختصاص یافته است. نشریه Nature Communications، یکی از معتبرترین نشریات خانواده نیچر و از زیر گروه ب نشریات برتر، آن است.

بر اساس این مقاله، پیش بینی‌های اخیر نشان می‌دهد که تقاضا برای یون لیتیوم به صورت فزاینده‌ای در حال افزایش است؛ به نحوی که در سال‌های آینده این ماده به یک منبع مهم ژئوپلیتیک تبدیل می‌شود. مقدار یون لیتیوم در آب دریا تقریباً ۲۳۰۰۰۰ میلیون تن تخمین زده می‌شود که این میزان ۵۷۰۰۰ برابر بیشتر از فراوانی این عنصر در سطح خشکی است. با این حال، غلظت کم یون لیتیوم و همزیستی آن با یون‌های کاتیونی هم تراز مانند یون سدیم و پتاسیم در آب دریا باعث گردیده که استخراج یون لیتیوم از این منبع بسیار چالش برانگیز باشد.

در این همکاری که بخشی از آن به نگارش یک مقاله مروری جامع منجر گردیده، به واکاوی مسائل و چالش‌های بزرگ استخراج یون لیتیوم به عنوان یکی از منابع نوین تولید انرژی پرداخته شده است. کار حاضر به طور موشکافانه و نقادانه گزارش‌های اخیر را در مورد نانو غشاهای انتخابی یون لیتویم بررسی می‌کند.

بررسی‌های حاصل نشان می‌دهد عوامل متعددی مانند اندازه دهانه نانو کانال، بار سطحی دیواره‌های داخلی نانو کانال، ساختار درون غشا، میدان الکتریکی تحریک کننده و فشار اعمالی انتقال دهنده در استخراج موفقیت آمیز یون لیتیوم دخیل هستند. عوامل ذکر شده قادر به تغییر رفتار یون لیتیوم در برهمکنش با مولکول آب هستند که منجر به دی هایدریشن و حذف آب در لایه‌های آبی یون لیتیوم می‌گردد. این در حالی است که متغیرهای ارتفاع دهانه و بار سطحی داخل کانال می‌توانند پدیده‌های انتقال خیس و نیمه خشک را برای یون لیتیوم به وجود آورند به نحوی که به عنوان مثال در کانال‌های با ارتفاع دهانه کوچک‌تر از ۸ انگسترومی که بار جداره داخلی آن منفی باشد فرایند انتقال نیمه خشک از طریق پرش یون لیتیوم بین جداره‌های داخلی کانال صورت می‌پذیرد. بررسی حاضر با مشخص نمودن چالش‌های پیش روی محققان جهت استخراج یون لیتیوم از طریق نانو غشاها سعی بر جهت دهی پژوهش‌های آینده و رسیدن به مرحله استخراج صنعتی یون لیتیوم از طریق ارزان‌ترین منبع موجود یعنی آب دریا را دارد.

این مقاله نتیجه کارهای مطالعاتی امیر رزمجو عضو هیأت علمی دانشگاه اصفهان و دانشگاه University of New South Wales استرالیا، اصغر حبیب نژاد کورایم عضو هیأت علمی و مدیر آزمایشگاه نانو عمران دانشگاه علم و صنعت ایران و احسان حسینی سرپرست پژوهشی آزمایشگاه نانو عمران دانشگاه علم و صنعت می‌باشد که با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه Macquarie و Queensland استرالیا حاصل گردیده است.

برای مطالعه اصل مقاله به این نشانی مراجعه کنید.