@ 2021.06.10 , 08:12

从海水中提取锂元素的近完美技术:每5美元1公斤锂

阿卜杜拉国王科技大学的研究人员开发了经济上可行的从海水中提取高纯度锂的系统。

以前从钠、镁和钾的海水混合物中提取锂的努力收效甚微。尽管海洋中的锂含量是陆地上的5000倍,但它的浓度极低,约为百万分之0.2(ppm)。

为了解决这个问题,由赖志平(音)领导的团队尝试了一种以前从未使用过的方法。他们采用了一种含有由锂-钛氧化物(LLTO)制成的陶瓷膜的电化学电解池。

根据发表在《能源与环境科学》上的论文,研究人员解释说,该陶瓷膜的晶体结构包含的空洞刚刚好,可以让锂离子通过,同时阻挡较大的金属离子。

另一方面,电解池本身包含三个区隔间。海水流入中央进料室,正的锂离子通过LLTO膜进入一个侧室,该室包含一个缓冲溶液和涂有铂金和钌的铜阴极。同时,负离子通过标准的阴离子交换膜离开进料室,进入含有氯化钠溶液和铂钌阳极的另一侧室。

赖的团队使用红海海水测试了该系统。在3.25V的电压下,电解池在阴极产生氢气,在阳极产生氯气;推动锂离子通过LLTO膜,在侧室中积累。最终得到富含锂的溶液,然后再进行四个循环处理,达到超过9000ppm的浓度。

为了使最终产品足够纯净,以满足电池制造商的要求,科学家们随后调整了溶液的pH值,以提供仅含有微量其他金属离子的固体磷酸锂。

根据研究人员的说法,该电池需要5美元的电力来从海水中提取1公斤的锂。这意味着该电解池产生的氢气和氯气的价值最终将抵消电力成本,而残留的海水也可用于海水淡化厂以提供淡水。

Scientists develop ‘cheap and easy’ method to extract lithium from seawater


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