Исследователи из Аргонской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Чикагского университета создали 2D-мембрану на основе глины вермикулит, которая позволяет выделять литий из соленой воды.

Новая мембрана изготавливается из дешевого вермикулита, цена которого составляет около 350 долларов за тонну, и способна фильтровать ионы лития с высокой избирательностью. До сих пор литий добывали преимущественно из руд или соляных озер, но эти методы дорогие и медленные, а мировые поставки — уязвимы. Между тем в морской воде содержится до 230 миллионов тонн лития, который оставался неиспользованным из-за отсутствия доступных технологий.

Команда расщепила вермикулит на сверхтонкие слои толщиной всего 1 нанометр, создав плотную многослойную мембрану. Чтобы избежать ее разрушения в воде, ученые укрепили структуру микроскопическими столбиками оксида алюминия. Мембрана отсеивает ионы по размеру и заряду: положительно заряженные магний и натрий задерживаются, а более легкий и менее заряженный литий проходит.

Благодаря простоте изготовления и низкой стоимости новая технология может масштабироваться для промышленного использования. Ученые считают, что мембрана также способна отделять другие ценные элементы — никель, кобальт, редкоземельные металлы — и даже очищать питьевую воду.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.