Takie zanieczyszczenia można jednak ograniczać, w czym pomaga proces nanofiltracji. Nowy rozdział w jej prowadzeniu może zostać zapoczątkowany za sprawą membrany opracowanej przez przedstawicieli MIT. Przy jej udziale inżynierowie będą chcieli prowadzić filtrację, odzyskując jony aluminium. Te w innym wypadku trafiałyby do otoczenia wraz ze ściekami.
Czytaj też: To tam są ukryte nieznane zasoby cennych metali. Nowe odkrycie może zmienić gospodarkę
Gromadzone w ten sposób aluminium mogłoby trafić do recyklingu, służąc ludzkości po raz kolejny. Mówimy więc o dwóch korzyściach osiągniętych za jednym razem: zmniejszeniu ilości szkodliwych odpadów i zwiększeniu dostępnego, cennego składnika. Artykuł opisujący szczegóły tej koncepcji został niedawno zamieszczony na łamach ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Zaprojektowana w Stanach Zjednoczonych membrana selektywnie wychwytuje ponad 99% jonów glinu w roztworach wykorzystanych na potrzeby testów. To bardzo wysoka i zadowalająca skuteczność. Z tego względu mówi się o możliwości wykorzystania opisywanej technologii na potrzeby funkcjonowania różnego rodzaju zakładów produkcyjnych. Korzyści z tego tytułu będą miały zarówno ekonomiczny, jak i ekologiczny charakter.
Produkcja aluminium wiąże się nie tylko z utratą części zasobów, ale również produkowaniem szkodliwych zanieczyszczeń. Nowa membrana ma pomóc w rozwiązaniu tych problemów
Żeby odpowiednio zrozumieć zasadę działania proponowanego rozwiązania, należy zagłębić się w tajniki produkcji aluminium. Na potrzeby tego procesu wykorzystywana jest bogata w metal ruda, zwana boksytem, która podlega wydobyciu, by później zostać poddaną reakcjom chemicznym mającym na celu oddzielenie aluminium. Tak powstaje tlenek glinu w formie proszku, który trafia do kadzi elektrolizacyjnych zawierających kriolit.
W obecności prądu elektrycznego rzeczony kriolit rozrywa wiązania chemiczne tlenku glinu, dzięki czemu dochodzi do oddzielenia atomów glinu i tlenu. Problem w tym, że kriolit się z czasem zużywa i osadzają się na nim jony sodu, litu czy potasu. Trzeba go więc zastąpić, podczas gdy ten zużyty trafia do utylizacji. Tym sposobem dochodzi do sytuacji, w której przeciętna fabryka aluminium traci rocznie około 2800 ton tego składnika.
Czytaj też: Stan OZE w Europie. Czy walka się opłaciła, a ekologiczny prąd płynie już strumieniami?
Celem naukowców z MIT było odzyskiwanie tak cennych zasobów. Stworzony przez nich filtr świetnie sprawdza się w nowej roli, a wykorzystane membrany filtrują większość dodatnio naładowanych jonów w ściekach kriolitowych, zarazem wychwytując jony aluminium. Kiedy przyszła pora na testy tej technologii, okazało się, iż nowy filtr jest w stanie wychwycić 99,5% jonów glinu, jednocześnie przepuszczając sód i inne kationy. Co istotne, tak imponująca sprawność utrzymywała się nawet po kilku tygodniach działania w silnie kwasowym roztworze.