TECHNOLOGY PORTFOLIO

Electrochemical cell for selective ion capture, separation and concentration ECPU-03

Contact

Félix Marín, felix.marin@imdea.org

Description

The concept is based on the pumping of ions through an electrochemical cell made of ion-selective electrodes that can capture, separate and concentrate certain ions, for example, Lithium, Sodium and Potassium

Electrochemical cells with ion-selective electrodes can be used for pumping of ions from impure liquors to refined solutions. This involves ion capture, separation and concentration processes. The electrodes proposed for this technology derive from the active materials in metal-ion intercalation batteries, such as Li-ion, Naion and K-ion batteries. These active materials are conformed in a semi-solid flow design that allows the electrodes to be easily replaced when they reach the end of their lifetime. In addition, the thickness of the electrodes is adapted according to the required area capacity and allows different types of electrode materials to be injected depending on the demand of the separation process, showing great versatility. This versatility is enhanced by adjusting the cell configuration to symmetric and asymmetric architectures by using different ionic exchange membranes and depending on the type of inlet and outlet solutions processed.

Advantages and Innovations

Las principales ventajas e innovaciones de la tecnología son:

Los electrodos son altamente selectivos para iones específicos que se pueden intercalar en su estructura cristalina.

Los procesos de captura y liberación de iones son muy reversibles, ya que corresponden a fenómenos de intercalación / desintercalación de iones en baterías de iones metálicos. Esta reversibilidad conduce a procesos energéticamente eficientes.

El diseño de electrodos semisólidos permite su inyección y desinyección en la celda, facilitando así la sustitución al final de su vida útil o si en algún momento se requiere un cambio en la selectividad iónica. Esta configuración también permite adaptar la carga de masa de material activo al hacer que el electrodo sea más delgado o más grueso a demanda, lo que permite ajustar la capacidad de bombeo de iones según los requisitos específicos de la aplicación.

Commercial Applications

Water treatment. This concept has application in the field of water treatment from industrial process effluents. Particularly for valorisation of dissolved species.

Primary and secondary raw materials. Potential users of the technology could also be companies that produce Lithium salts from brines of salt fields, lithium ores mining and recycling of Li-ion batteries.Tratamiento de aguas. Este concepto tiene aplicación en el campo del tratamiento de agua procedente de efluentes de procesos industriales. Particularmente para la valorización de especies disueltas.

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