L'UT Austin sviluppa canali bioispirati per filtrare il litio
Pori su scala nanometrica raggiungono una selettività fino a cinque volte superiore per ottimizzare l'estrazione dei materiali per batterie.
Di Giovanni Sapere
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Gli ingegneri chimici della University of Texas at Austin hanno progettato pori artificiali su scala nanometrica che imitano le membrane cellulari biologiche per filtrare gli ioni di litio. Questa innovazione chimica consente al litio di passare bloccando al contempo metalli concorrenti come sodio e magnesio. Pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, il metodo offre una via più pulita per estrarre materie prime critiche destinate allo stoccaggio dell'energia.
Replicare le membrane biologiche su scala nanometrica
Le membrane cellulari naturali utilizzano canali proteici specializzati per regolare il passaggio di ioni e molecole specifici. I ricercatori della University of Texas at Austin hanno ricreato questo meccanismo biologico all'interno di pori sintetici artificiali, come riportato da Interesting Engineering. L'invenzione che ne deriva consente il passaggio degli ioni di litio, limitando al contempo elementi concorrenti che condividono proprietà fisiche simili.
«Il nostro obiettivo è un processo più rapido, più pulito e più semplice da gestire.»
— Manish Kumar, professore alla University of Texas at Austin
Filtrare gli elementi delle batterie da salamoie complesse
La domanda di litio è in rapida crescita a causa del suo ruolo centrale nelle batterie per veicoli elettrici e nell'elettronica di consumo. Nei contesti estrattivi convenzionali, come le salamoie sotterranee, i giacimenti di roccia dura e i flussi di riciclo delle batterie, il litio rimane mescolato a sodio, potassio, magnesio e calcio. Secondo Interesting Engineering, i nuovi canali artificiali hanno dimostrato nei test di laboratorio una selettività per il litio da due a cinque volte superiore rispetto ad altri trasportatori di litio sviluppati di recente. I gruppi chimici posti all'ingresso interagiscono con gli ioni in entrata, mentre lo spazio ristretto all'interno del poro stabilisce quali particelle possano passare.
Portare le membrane su scala industriale
Il progetto di ricerca è stato guidato da Manish Kumar, professore di ingegneria civile, edile e ambientale e di ingegneria chimica presso l'UT Austin. Il team di ingegneri aveva precedentemente progettato strutture analoghe per separare le terre rare industriali, secondo quanto riportato da Interesting Engineering. Per procedere verso l'adozione industriale e una potenziale tutela brevettuale, i ricercatori stanno testando come integrare questi canali all'interno di fogli membranosi più ampi, formati da strati interconnessi simili a cellule composti da polimeri o lipidi. Con il progredire di questa innovazione, le sperimentazioni future dovranno valutare se i canali siano in grado di resistere all'esposizione a salamoie naturali complesse, poiché i tassi di recupero commerciale e i costi operativi non sono stati ancora definiti.
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