La crescente domanda di litio, elemento centrale nelle batterie ricaricabili, sta spingendo la ricerca verso metodi di recupero più sostenibili. I processi tradizionali richiedono grandi quantità di acqua e hanno un impatto significativo sui territori, soprattutto nelle aree dove l’estrazione è più intensa. Un gruppo di ingegneri della Zhejiang University ha sviluppato un dispositivo che punta a superare questi limiti: un sistema solare capace di estrarre litio direttamente dall’acqua di mare, generando allo stesso tempo acqua desalinizzata. Una soluzione che unisce due esigenze globali — energia e risorse idriche — in un unico processo.

Una struttura a sandwich per catturare gli ioni

Il dispositivo si basa su una configurazione a strati sovrapposti, con un nucleo idrofilo dedicato all’assorbimento degli ioni di litio, racchiuso tra due superfici fototermiche idrofobiche. L’energia solare avvia l’evaporazione dell’acqua marina, aumentando progressivamente la concentrazione di litio verso il materiale assorbente. Questa architettura permette di sfruttare una risorsa praticamente inesauribile come il mare, aggirando i limiti dei metodi convenzionali che dipendono da bacini salini o miniere.

Il ruolo dell’inclinazione e del movimento oscillante

Una delle caratteristiche più particolari del prototipo è il suo angolo di inclinazione di circa 30°, combinato con un movimento oscillante che ricorda quello di un’altalena. Quando i sali si accumulano su un lato, il peso cambia e la struttura si inclina, immergendo le incrostazioni nell’acqua circostante. Questo meccanismo consente di sciogliere naturalmente i depositi, riducendo uno dei principali problemi dell’estrazione marina: la formazione di incrostazioni dovute all’elevata presenza di sodio, molto più abbondante del litio.

Prestazioni e selettività nei test di laboratorio

Nei test iniziali, il sistema ha mostrato un aumento di 15,5 volte della concentrazione locale di ioni Li+, con una selettività verso il sodio pari a 370.000 volte. Secondo i ricercatori, ciò si traduce in un incremento del 69% nella capacità di assorbimento rispetto ai metodi a immersione tradizionali. Oltre all’estrazione del litio, il processo potrebbe generare acqua potabile come sottoprodotto, aprendo la strada a un approccio multifunzionale alimentato esclusivamente dall’energia solare.

Le sfide ancora da risolvere

Nonostante i risultati incoraggianti, restano alcuni punti critici. I materiali assorbenti a base di manganese mostrano segni di degradazione dopo una trentina di cicli, e il team sta valutando alternative come il titanio per migliorare la durata. Un altro passaggio fondamentale sarà verificare la resistenza del sistema in condizioni oceaniche reali, dove la composizione chimica è più complessa rispetto ai test controllati.