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南京大学基于离子选择性陶瓷膜电解技术从海水中提锂
《南京日报》记者 查金忠 丁莹 / 时间:2018-08-30 14:03:54

  据南报网2018年8月22日讯 随着消费电子、新能源汽车等产业飞速发展,锂资源快速消耗,在可见的未来将面临供给不足问题。而海水中蕴含的锂资源是陆地的1.6万倍,如能有效开发,将有效解决后顾之忧。来自南京大学的3位科学家研发了一种全新的“海水提锂”技术,为海洋锂资源开发开辟了全新道路。上月27日,这一研究成果在能源领域顶级学术刊物《Cell》的子刊《Joule》上在线发表。
  论文编辑之一、南京大学现代工程与应用科学学院教授何平说,海水中含有极为丰富的锂资源,但单位锂浓度却很低,只有0.1~0.2ppm(1ppm等于溶质质量占全部溶液质量的百万分之一),这导致很难从海水中提取锂。现有的海水提锂技术无法满足新型锂电池技术对锂资源的大量需求。
  在前人研究的基础上,何平与周豪慎教授、2015级博士生杨思勰一起,提出了一种以太阳能为驱动能,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,成功从海水中提取了金属锂单质。
  据先容,该团队设计的组合电解液由阴极区和阳极区组成,中间用固态电解质陶瓷膜分隔,陶瓷膜仅允许锂离子通过。然后,采用微型可调谐太阳能板恒流电源向阴极和阳极之间施加恒定电流,使阳极区海水中的锂离子源源不断地通过固体陶瓷膜,在阴极的铜片表面还原生成金属锂单质。
  “与传统方法只能得到锂盐或锂化合物相比,新技术具有可直接提炼金属锂、提炼速度可控、适合大规模生产制备等优势。此外,由于通过太阳能转化为电能来收集和存储锂,是一种清洁绿色的能源利用方式。”何平说。
  该项研究得到了国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏省优势学科项目的资助。虽然由于生产成本、市场需求等原因,海水制锂距离产业化应用还有很长距离,但作为一项前瞻性科学研究,该技术的发明为海洋锂资源开发开辟了全新的道路。

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