Ett internationellt forskarlag har banat väg och patenterat en ny filtreringsteknik som en dag kan minska litiumextraktionstiden och förändra hur framtiden drivs.

Världens första studie, publiceras idag i den prestigefyllda internationella tidskriften Naturmaterial , presenterar resultat som visar hur MOF-kanaler (Metal-Organic Framework) kan efterlikna filtreringsfunktionen, eller "jonselektivitet", av biologiska jonkanaler inbäddade i ett cellmembran.

Inspirerad av de exakta filtreringsmöjligheterna hos en levande cell, forskargruppen har utvecklat ett syntetiskt MOF-baserat jonkanalmembran som är exakt avstämt, i både storlek och kemi, att filtrera litiumjoner på en ultrasnabb, enkelriktat och mycket selektivt sätt.

Denna upptäckt, utvecklad av forskare vid Monash University, CSIRO, University of Melbourne och University of Texas i Austin, öppnar upp för möjligheten att skapa en revolutionerande filtreringsteknik som väsentligt kan förändra sättet på vilket litium-från-saltlösning utförs.

Denna teknik fick ett världsomspännande patent 2019. Energy Exploration Technologies, Inc. (EnergyX) har sedan dess genomfört en världsomspännande exklusiv licens för att kommersialisera tekniken.

"Baserat på denna nya forskning, vi skulle en dag kunna producera enkla filter som kommer att ta timmar att extrahera litium från saltlake, snarare än flera månader till år, sa professor Huanting Wang, medledande forskningsförfattare och professor i kemiteknik vid Monash University.

"Preliminära studier har visat att den här tekniken har en litiumåtervinningsgrad på cirka 90 procent – ​​en avsevärd förbättring jämfört med 30 procents återvinningsgrad som uppnås genom den nuvarande solavdunstningsprocessen."

Professor Benny Freeman från McKetta Department of Chemical Engineering vid University of Texas i Austin, sa:"Tack vare den internationella, tvärvetenskapligt och samarbetsteam involverat i denna forskning, vi upptäcker nya vägar till mycket selektiva separationsmembran.

"Vi är både entusiastiska och hoppfulla att strategin som beskrivs i detta dokument kommer att ge en tydlig färdplan för resursåtervinning och lågenergivattenrening av många olika molekylarter."

Docent (Jefferson) Zhe Liu från University of Melbourne sa:"Arbetsmekanismen för det nya MOF-baserade filtreringsmembranet är särskilt intressant, och är en delikat konkurrens mellan partiell dehydrering av jon och jonaffinitiv interaktion med de funktionella grupperna fördelade längs MOF-nanokanalerna.

"Det finns en betydande potential att designa våra MOF-baserade membransystem för olika typer av filtreringstillämpningar, inklusive för användning i litium-från-saltlösningsextraktion."

CSIRO och Monash University docent Matthew Hill sa:"Vi är glada över att vårt internationella forskningssamarbete har fått ett genombrott som kan förbättra tillgången på litium. Detta är viktigt för att möjliggöra elfordon och nätintegrering av förnybara energikällor."

"Det är verkligen en ära att arbeta med så briljanta forskare vid alla dessa organisationer, sa Teague Egan, Grundare och VD för EnergyX.

"Denna banbrytande uppfinning kommer bokstavligen att förändra hur litium produceras och hur vi driver vår framtid."

Litium-från-saltlösning är vanligast i litiumtriangeln - en region i Anderna som gränsar till Argentina, Bolivia och Chile, som rymmer ungefär hälften av världens litiumreserver – och vissa platser över hela USA.

Med majoriteten av Australiens litium producerat av mineralet spodumene, den nya tekniken kan stimulera undersökningen av Australiens saltsjöar för potentiella alternativ för litiumproduktion.