锂是电动汽车电池中的一种重要元素，但对锂的需求飙升预计将在2080年前耗尽陆地上的储量。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究人员现在已经开发了一种经济可行的系统，可以从海水中提取高纯度锂。
海洋中的锂含量约为陆地的5000倍，但浓度极低，约为0.2 ppm。较大的离子，包括钠、镁和钾，以较高的浓度存在于海水中；然而，以前从这种混合物中提取锂的研究工作收效甚微。
阿卜杜拉国王科技大学的团队用一种电化学电池解决了这个问题，这种电池含有锂钛氧化物(LLTO)制成的陶瓷膜。它的晶体结构含有足够宽的孔，可以让锂离子通过，同时阻挡较大的金属离子。开发这种电池的博士后李甄说：“LLTO膜以前从未被用来提取和浓缩锂离子。”
电池包含三个隔间。海水流入中心给料室，正锂离子通过LLTO膜进入侧室，侧室装有缓冲液和镀铂钌的铜阴极。同时，负离子通过标准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第三隔间。
研究人员使用红海的海水测试了该系统。在3.25伏的电压下，电池在阴极产生氢气，在阳极产生氯气。这促进了锂通过LLTO膜的运输，并在侧室中积累。然后，这种富含锂的水成为四个以上循环的原料，最终达到9000ppm以上的浓度。调节溶液的pH值可以提供仅含少量其他金属离子的固体磷酸锂，纯度足以满足电池厂商的要求。
研究人员估计，这种电池只需5美元的电力就能从海水中提取1千克锂。另外，电池产生的氢气和氯气的价值会超过这个成本，剩下的海水也可以用于海水淡化厂提供淡水。
该小组负责人说，我们将继续优化膜结构和电池设计，以提高工艺效率。IT之家了解到，该团队也希望与玻璃行业合作，以可承受的成本大规模生产LLTO薄膜。
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