الليثيوم مكون أساسي في بطاريات الليثيوم أيون، التي يتزايد الطلب عليها بسبب ازدهار سوق السيارات الكهربائية. لكن طرق استخراج الليثيوم الحالية بطيئة وغير صديقة للبيئة وتتطلب أماكن يتوفر فيها بطريقة مركزة.

طور باحثون في جامعة شيكاغو طريقة جديدة لاستخراج الليثيوم من مصادر مخففة، مثل مياه البحر ومياه الصرف الصحي، باستخدام جزيئات فوسفات الحديد. تعتبر هذه الطريقة أكثر كفاءة ويمكن أن تحل المشاكل المرتبطة بطرق الاستخراج التقليدية.

يستخرج الليثيوم اليوم بطريقتين:

1- تعدين صخور خامات الليثيوم: تتضمن هذه الطريقة استخدام الآلات الثقيلة لسحق الصخور، ومن ثم معالجتها بالحمض لفصل الليثيوم.

2- الاستخراج من محلول ملحي غني بالليثيوم: تتضمن هذه الطريقة ضخ كميات هائلة من الماء إلى السطح من برك المياه المالحة الغنية بالليثيوم الموجودة تحت الأرض. يتم بعد ذلك تبخير الماء بفعل الشمس والرياح مما يتطلب زمن كبير قد يصل إلى عام حتى يتم الحصول على الليثيوم المجفف الذي يتطلب معالجة إضافية لفصله عن الأملاح الأخرى.

كلتا الطريقتين ليستا صديقتين للبيئة وتصبحان أقل كفاءة عندما يكون الليثيوم في الماء أو الصخور قليل التركيز.

أظهر الباحثون أنه يمكن استخدام فوسفات الحديد لسحب الليثيوم من السوائل بكفاءة أكبر حتى لو كانت قليلة التركيز، مما يؤدي إلى سرعة أكبر في استخراجه و بطريقة أكثر مراعاة للبيئة إذ أن تبخير المياه يؤدي لهدر كميات كبيرة من الماء.

قام الباحثون بتصنيع شبكات بلورية من فوسفات الحديد الأوليفيني، وبسبب عملية التحليل الكهروكيميائي للمحلول الذي يحتوي الليثيوم، ينجذب الليثيوم وكذلك الصوديوم (المرافق له) إلى ملء الفراغات في هذه الشبكات، وقد تم العمل على تصنيع جزئيات فوسفات الحديد بأحجام مختلفة تتراوح من 20 إلى 6000 نانومتر، تم التوصل إلى أحجام وسط ليست صغيرة وليست كبيرة تكون أكثر مناسبة لجذب الليثيوم واستبعاد الصوديوم.

وبذلك توصل الباحثون أنه يمكن بتصميم مناسب لشبكات من جزيئات فوسفات الحديد أن نجعلها مناسبة لفصل الليثيوم من المحاليل، مما يجعل هذه الطريقة ممكنة الاستخدام في المحاليل التي يكون تركيز الليثيوم فيها ضعيف، لأنها لاتحتاج لتبخير الماء وهذا ما يوسع مصادر إنتاج الليثيوم من جهة، ويخفف من الأثر البيئي السلبي لعملية استخراجه التقليدية.

لابد من الإشارة إلى أن استخراج الليثيوم بهذه الطريقة يعد مكلف أيضاً لأنه يحتاج طاقة لعملية الفصل، وبتقدرينا أنه أكثر كلفة من الطرق التي تستخدم اليوم.