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科学家发明出一种经济可行的海水提锂法

编译者:guokm发布时间:Jun 10, 2021点击量:14 来源栏目:技术创新

据外媒报道,近日,阿卜杜拉国王科技大学的研究人员开发了一种他们认为在经济上可行的从海水中提取高纯锂的系统。此前,人们试图从锂跟海水中的钠、镁和钾的混合物中提取锂,然而收效甚微。尽管这种液体中锂的含量是陆地上锂含量的5000倍,但它的浓度极低,约为百万分之0.2。

为了解决这个问题,由Zhiping Lai领导的研究团队尝试了一种以前从未使用过的锂离子提取法。据悉,他们采用了一种电化学电池,该电池含有由钛酸镧锂(LLTO)制成的陶瓷膜。这种陶瓷膜的晶体结构包含的孔洞宽度刚好可以让锂离子通过,并以此同时能够阻挡更大的金属离子。

研究人员在《Energy & Environmental Science》上发表的一篇论文中介绍称,薄膜的晶体结构包含的空穴宽度刚好可以让锂离子通过并同时能阻挡更大的金属离子通过。

而另一方面,细胞本身包含三个反应室。海水流入中央进料室,正锂离子通过LLTO膜进入侧室(侧室包含缓冲溶液和镀有铂和钌的铜阴极)。同时,负离子通过标准的阴离子交换膜离开进料室然后进入含有氯化钠溶液和铂钌阳极的第三个反应室。

Lai和他的团队利用红海的海水测试了这个系统。在3.25V电压下,电池在阴极产生氢气,在阳极产生氯气。这促使锂通过LLTO膜的运输的发生,在那里它积累在侧室。这些富含锂的水将成为再进行四个循环处理的原料并最终达到9000 ppm以上的浓度。

为了使最终产品的纯度达到电池制造商的要求,科学家们调整了溶液的pH值从而提供仅含有微量其他金属离子的固体磷酸锂。

据研究人员介绍称,从海水中提取1千克锂可能需要5美元的电力。这意味着电池产生的氢和氯的价值最终将抵消电力成本,而剩余的海水也可以用于海水淡化厂提供淡水。

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