來源：IT之家

鋰是為電動汽車提供動力的電池中的一個重要元素，但飆升的鋰需求預(yù)計將在 2080 年之前耗盡陸地上的儲備。沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一個經(jīng)濟上可行的系統(tǒng)，可以從海水中提取高純度的鋰。

海洋中的鋰含量約為陸地的 5000 倍，但濃度極低，約為百萬分之 0.2。較大的離子，包括鈉、鎂和鉀，都以更高的濃度存在于海水中；然而，以前從這種混合物中提取鋰的研究工作卻收效甚微。

阿卜杜拉國王科技大學的團隊用一個包含由鋰 - 氧化鈦（LLTO）制成的陶瓷膜的電化學電池解決了這個問題。其晶體結(jié)構(gòu)包含的孔剛好夠?qū)挘梢宰屼囯x子通過，同時阻擋較大的金屬離子。開發(fā)該電池的博士后 Zhen Li 說：“LLTO 膜以前從未被用于提取和濃縮鋰離子。”

該電池包含三個艙室。海水流入一個中央進料室，正的鋰離子通過 LLTO 膜進入一個包含緩沖溶液和涂有鉑金和釕的銅陰極的側(cè)室。同時，負離子通過一個標準的陰離子交換膜離開進料室，進入含有氯化鈉溶液和鉑釕陽極的第三個隔間。

研究人員使用來自紅海的海水測試了該系統(tǒng)。在 3.25V 的電壓下，該電池在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽極產(chǎn)生氯氣。這推動了鋰通過 LLTO 膜的運輸，在側(cè)室中積累。然后，這種富含鋰的水成為再進行四個循環(huán)處理的原料，最終達到 9000ppm 以上的濃度。調(diào)整該溶液的 pH 值可提供僅含有微量其他金屬離子的固體磷酸鋰，其純度足以滿足電池制造商的要求。

研究人員估計，該電池只需要 5 美元的電力就可以從海水中提取 1 公斤的鋰。并且該電池產(chǎn)生的氫氣和氯氣的價值將超過這一成本，而且剩余的海水還可以用于海水淡化廠，以提供淡水。

"我們將繼續(xù)優(yōu)化膜結(jié)構(gòu)和電池設(shè)計，以提高工藝效率，" 小組負責人說。IT之家了解到，該團隊還希望與玻璃行業(yè)合作，以大規(guī)模和可承受的成本生產(chǎn) LLTO 膜。