沙特研发海水提锂新工艺,1 公斤只要 5 美元

2021/6/8 17:14:02 来源:IT之家 作者:远洋 责编:远洋

IT之家 6 月 8 日消息 锂是为电动汽车提供动力的电池中的一个重要元素,但飙升的锂需求预计将在 2080 年之前耗尽陆地上的储备。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出一个经济上可行的系统,可以从海水中提取高纯度的锂。

海洋中的锂含量约为陆地的 5000 倍,但浓度极低,约为百万分之 0.2。较大的离子,包括钠、镁和钾,都以更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却收效甚微。

阿卜杜拉国王科技大学的团队用一个包含由锂 - 氧化钛(LLTO)制成的陶瓷膜的电化学电池解决了这个问题。其晶体结构包含的孔刚好够宽,可以让锂离子通过,同时阻挡较大的金属离子。开发该电池的博士后 Zhen Li 说:“LLTO 膜以前从未被用于提取和浓缩锂离子。”

该电池包含三个舱室。海水流入一个中央进料室,正的锂离子通过 LLTO 膜进入一个包含缓冲溶液和涂有铂金和钌的铜阴极的侧室。同时,负离子通过一个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第三个隔间。

研究人员使用来自红海的海水测试了该系统。在 3.25V 的电压下,该电池在阴极产生氢气,在阳极产生氯气。这推动了锂通过 LLTO 膜的运输,在侧室中积累。然后,这种富含锂的水成为再进行四个循环处理的原料,最终达到 9000ppm 以上的浓度。调整该溶液的 pH 值可提供仅含有微量其他金属离子的固体磷酸锂,其纯度足以满足电池制造商的要求。

研究人员估计,该电池只需要 5 美元的电力就可以从海水中提取 1 公斤的锂。并且该电池产生的氢气和氯气的价值将超过这一成本,而且剩余的海水还可以用于海水淡化厂,以提供淡水。

"我们将继续优化膜结构和电池设计,以提高工艺效率," 小组负责人说。IT之家了解到,该团队还希望与玻璃行业合作,以大规模和可承受的成本生产 LLTO 膜。

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关键词:电池

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