研究团队试图将组合电解液的策略应用于海水提取金属锂技术中,经过两年多的研究及反复试验,提出一种以太负能为驱动能,基于组合电解液思路和离子选择性固体薄膜的恒流电解技术,首次使用锂离子选择性透过膜,直接得到了金属锂单质,成功实现“海水提锂”。

日前,南京大学科研团队成功研发了从海水中提取金属锂单质技术,该技术的问世为海洋锂资源开发和太负能向化学能的转化存储开辟了全新的道路。

据了解,作为现代社会最重要的矿物资源之一,锂被广泛应用于陶瓷化工、医药、核工业及锂电池工业中。随着电动汽车及便携式电子设备的普及,锂电池市场的规模大幅增长,预计未来30年将消耗目前全球可开采锂储量的1/3,这将导致未来锂资源供给不足的问题。

而目前全球可开采锂储量均来自于矿石和卤水,共计约1400万吨。从矿石和卤水中提炼锂盐,会消耗大量的能源并带来严重的污染问题。相较于陆地上矿石和卤水中有限的锂资源,海水中储有2300亿吨的锂资源,是目前全球可开采锂资源总量的1.6万倍。因此,如果实现从海水中简便、可控和清洁提取锂,人类将获得几乎取之不尽用之不竭的锂资源。

尽管海水中含有极为丰富的锂资源,但是海水中的锂浓度很低,导致“海水提锂”难上加难。研究人员提出了很多解决方案,其中包括了吸附法和电渗析法。

但现有的海水提锂技术提取速率慢且不易调控,得到的初次提取物需要进一步处理才能获得金属锂或纯净的锂化合物。因此,现有的海水提锂技术可能无法满足未来诸如锂-硫电池和锂-空气电池在内的新型锂电池技术对锂资源的大量需求。

2009年,南京大学教授何平、周豪慎团队提出了组合电解液的概念,基于此,该团队研制出水系锂-空气电池,锂-空气燃料电池,锂-铜电池,锂液流电池等新型大容量电池。

于是该研究团队试图将组合电解液的策略应用于海水提取金属锂技术中,经过两年多的研究及反复试验,提出一种以太负能为驱动能,基于组合电解液思路和离子选择性固体薄膜的恒流电解技术,首次使用锂离子选择性透过膜,直接得到了金属锂单质,成功实现“海水提锂”,该技术在世界范围内尚属首创。

据介绍,该技术还利用了恒流电解法制备技术,该技术有速度快且可调谐的优势,适用于大规模生产制备。目前,该技术还在实验阶段,有望在未来投入市场。

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