Vědci vytvořili nanotrubice, které 31x urychlují transport lithia: Klíč k čisté energii a recyklaci baterií

Vědci vyvinuli novou třídu nanotrubicových membrán, které umožňují mimořádně rychlý transport iontů. Tento objev otevírá nové cesty pro vysoce účinnou výrobu čisté energie, získávání lithia a molekulární separaci.

Vědci vyvinuli novou třídu nanotrubicových membrán, které umožňují mimořádně rychlý transport iontů. Tento objev otevírá nové cesty pro vysoce účinnou výrobu čisté energie, získávání lithia a molekulární separaci. Studie, publikovaná v časopise Nature Nanotechnology, ukazuje, že drobné trubicovité kanály z nitridu boru dokážou transportovat určité ionty mnohem rychleji, než se očekávalo. Tyto trubice selektivně přesouvají ionty lithia před ostatními typy, fungují jako expresní pruh na dálnici.

Transport iontů je klíčový pro mnoho průmyslových procesů. Když se soli rozpustí ve vodě, rozdělí se na kladně a záporně nabité ionty, které se mohou pohybovat nano kanály různými rychlostmi. Řízení pohybu těchto iontů membránami je důležité pro technologie, jako jsou baterie, odsolování, získávání kritických minerálů a systémy obnovitelné energie. Dosažení rychlého a zároveň selektivního transportu iontů však zůstává významnou vědeckou a inženýrskou výzvou. Nové membrány s miliony drobných trubic z nitridu boru, které nesou náboj na svém povrchu, překvapily vědce rychlostí transportu. Ionty lithia se pohybovaly 31krát rychleji, než se očekávalo, a výrazně rychleji než jiné ionty.

Malé membrány dokázaly napájet běžnou elektroniku, jako jsou hodinky a kalkulačka, pouze pomocí solných roztoků. Myšlenka generování elektřiny z pohybu iontů není nová; podobně funguje například elektrický úhoř, který vytváří elektrické výboje řízením toku iontů přes specializované buňky. Vědci dlouho zkoumali, jak tyto přírodní procesy napodobit v umělých zařízeních.

Tým profesora Sangila Kima z University of Illinois Chicago a jeho kolegové plánují dále testovat aplikace těchto membrán, zejména jejich schopnost separace lithia. To by mohlo zahrnovat získávání lithia z použitých baterií. Zároveň se chtějí podrobněji zabývat mechanismem, který stojí za tímto neobvykle rychlým transportem iontů. Na studii se podíleli také Aaditya Pendse, Kun Wang, Pavel Rehak, Volodymyr Koverga, Selva Selvaraj, Naveen K. Dandu, Roya Jafari, Anh T. Ngo a Petr Kral.