Forscher haben einen Weg gefunden, um Lithium aus Meerwasser zu filtern. Eine neue Membran soll die weltweite Filterung ermöglichen und genügend Material für künftige Energiespeicher sicherstellen.
Lithium gilt als Schlüsselelement moderner Technologien. Das Leichtmetall kommt etwa in Batterien für Elektrofahrzeuge, Smartphones oder Laptops zum Einsatz. Doch die steigende Nachfrage und geopolitische Herausforderungen stellen ein Problem dar.
Eine neue Entwicklung des Argonne National Laboratory in Zusammenarbeit mit der Universität Chicago verspricht jedoch Abhilfe. Eine neuartige Membran soll Lithium aus Meerwasser filtern können und einen weltweiten Abbau ermöglichen.
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Die Technologie könnte nicht nur die Abhängigkeit von traditionellen Lagerstätten verringern, sondern auch neue Quellen erschließen. Denn im Meerwasser befinden sich nahezu unerschöpfliche Lithiumvorkommen, die über zwei Drittel der bekannten Reserven ausmachen.
Lithium aus Meerwasser: Hightechmembran auf Tonbasis
Die Grundlage der neuen Trenntechnologie bildet Vermiculit, ein kostengünstiger Ton, der sich durch seine hohe Ionenaustauschfähigkeit auszeichnet. Allerdings löst sich das Material schnell in Wasser auf. Diesem Problem begegneten die Forscher, indem sie Aluminiumoxid-Pfeiler zwischen die ultradünnen Tonschichten einfügten.
Diese stabilisieren die Struktur und neutralisieren die elektrische Oberflächenladung, was eine gezielte Modifikation ermöglicht. Durch eine weitere Behandlung mit Natriumionen wird die Membran positiv geladen. Da Lithium- und Magnesiumionen beide positiv geladen sind, aber Magnesium eine doppelt positive Ladung trägt, wird es stärker abgestoßen.
Lithium hingegen kann effizient herausgefiltert werden. Zusätzlich erlaubt eine fein justierte Porengröße auch eine Trennung von anderen Elementen wie Natrium und Kalium. Die eingesetzten Materialien sind nicht nur günstig (Vermiculit kostet etwa 350 US-Dollar pro Tonne), sondern auch langlebig.
Die Membran konnte in Experimenten über fünf Monate lang genutzt werden. Sollte sich die Technologie im industriellen Maßstab etablieren, könnten sogar Tiefenwasserquellen wie in Bruchsal wirtschaftlich erschlossen werden. Dort ist die Lithiumkonzentration rund 1000-mal höher als im Meer.
Lithium-Abbau: Chancen und Herausforderungen
Gleichzeitig eröffnet das Verfahren auch Perspektiven für die Rückgewinnung weiterer kritischer Rohstoffe wie Nickel oder seltener Erden. Auch eine Wasseraufbereitung soll möglich sein. Die Forscher sehen darin einen grundlegenden Baustein für eine nachhaltige Ressourcenpolitik.
Die neue Membrantechnologie könnte ein Schritt in Richtung einer nachhaltiger Lithiumgewinnung sein. Sie verspricht eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen, oft ressourcenintensiven Abbaumethoden. Doch bis zum industriellen Einsatz müssen noch viele Fragen geklärt werden:
Lässt sich die Membranproduktion in großem Maßstab wirtschaftlich realisieren? Oder: Wie robust ist das Material im Dauereinsatz unter realen Bedingungen? Dennoch zeigt die Entwicklung, wie wissenschaftliche Innovation helfen kann, globale Ressourcenprobleme zu lösen.
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