سولارابيك، أمريكا- 12 يوليو 2025: طوّر باحثون في مختبر أرجون الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية وجامعة شيكاغو تقنية ثورية قد تغير خريطة إمدادات الليثيوم عالميًا. ابتكر الفريق غشاءً متطورًا من مادة طينية زهيدة الثمن، تُعرف باسم الفيرميكوليت، قادرًا على استخلاص أيونات الليثيوم من المياه المالحة بكفاءة غير مسبوقة. تفتح هذه التقنية القابلة للتطوير الباب أمام استغلال الموارد الهائلة من الليثيوم المذاب في المحيطات والمحاليل الملحية الجوفية، مما يوفر بديلًا محليًا فعالًا لعمليات التعدين التقليدية المكلفة والبطيئة.
تعدين من دون مناجم
تعتمد معظم دول العالم حاليًا في الحصول على الليثيوم على التعدين في الصخور الصلبة أو تبخير مياه البحيرات الملحية، وهي عمليات تترك سلاسل التوريد العالمية رهينة لعدد محدود من الدول المنتجة. استطاع الفريق البحثي التغلب على هذه العقبة عبر ابتكار طريقة لتقشير طين الفيرميكوليت، الذي لا يتجاوز سعره 350 دولارًا للطن، إلى صفائح فائقة الرقة يبلغ سمكها جزءًا من المليار من المتر، وتُصنّف على أنها “مواد ثنائية الأبعاد”. قام الباحثون بعد ذلك بإعادة رص هذه الصفائح لتكوين مرشح (فلتر) كثيف متعدد الطبقات قادر على العمل في البيئات المائية القاسية.
هندسة ذرية لترشيح انتقائي
يكمن سر نجاح الغشاء في بنيته الهندسية الفريدة، إذ واجه الباحثون تحدي تفكك طبقات الطين في الماء. ولحل هذه المشكلة، قاموا بتدعيم الغشاء بأعمدة مجهرية من أكسيد الألومنيوم، مما منحه هيكلًا مستقرًا وشديد المتانة. تسمح هذه البنية للغشاء بترشيح الأيونات ليس فقط بناءً على حجمها، بل وشحنتها الكهربائية أيضًا. عمد الفريق إلى إشباع الغشاء بأيونات الصوديوم الموجبة، مما أكسب سطحه شحنة موجبة تتنافر بقوة أكبر مع أيونات الماغنسيوم (+2) مقارنة بأيونات الليثيوم (+1)، سامحةً للأخيرة بالمرور بسهولة. ولزيادة دقة الفصل، أضافوا المزيد من أيونات الصوديوم لتضييق البنية المسامية للغشاء، مما يعزز من قدرته على احتجاز الليثيوم تحديدًا.
آفاق واعدة تتجاوز الليثيوم
تمتد تطبيقات هذه التقنية الواعدة إلى ما هو أبعد من استخلاص الليثيوم، حيث يؤكد الباحثون إمكانية تكييفها لاستعادة معادن حيوية أخرى مثل النيكل والكوبالت والعناصر الأرضية النادرة من مصادر مائية متنوعة. ونقلًا عن يننج ليو، المؤلف الأول للدراسة، فإن الفريق يستكشف حاليًا أنواعًا مختلفة من هذا الطين وكيف يمكن أن “تساعد في جمع العناصر الحيوية من مياه البحر والمحاليل الملحية، أو حتى المساعدة في تنقية مياه الشرب لدينا”. قد يمهد هذا الإنجاز الطريق نحو تقليل الاعتماد على الموردين الأجانب وفتح الباب أمام استغلال احتياطيات معدنية جديدة في أماكن لم تكن في الحسبان.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: Argonne National Laboratory
