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南大科學家研發“海水提鋰”技術
南京日報  2018-08-22 11:20:52

  原標題:南大科學家研發“海水提鋰”技術  研究成果發表在頂級學術刊物,有望解決鋰資源供給不足問題

  隨著消費電子、新能源汽車等産業飛速發展,鋰資源快速消耗,在可見的未來將面臨供給不足問題。而海水中蘊含的鋰資源是陸地的1.6萬倍,如能有效開發,將有效解決後顧之憂。來自南京大學的3位科學家研發了一種全新的“海水提鋰”技術,為海洋鋰資源開發開闢了全新道路。7月27日,這一研究成果在能源領域頂級學術刊物《Cell》的子刊《Joule》上在線發表。

  論文作者之一、南京大學現代工程與應用科學學院教授何平説,海水中含有極為豐富的鋰資源,但單位鋰濃度卻很低,只有0.1-0.2ppm(1ppm等於溶質品質佔全部溶液品質的百萬分之一),這導致很難從海水中提取鋰。現有的海水提鋰技術無法滿足新型鋰電池技術對鋰資源的大量需求。 

  在前人研究的基礎上,何平與周豪慎教授、2015級博士生楊思勰一起,提出了一種乙太陽能為驅動能,基於“組合電解液”思路和離子選擇性固體薄膜的恒流電解技術,成功從海水中提取了金屬鋰單質。

  據介紹,該團隊設計的組合電解液由陰極區和陽極區組成,中間用固態電解質陶瓷膜分隔,陶瓷膜僅允許鋰離子通過。然後,採用微型可調諧太陽能板恒流電源向陰極和陽極之間施加恒定電流,使陽極區海水中的鋰離子源源不斷地通過固體陶瓷膜,在陰極的銅片表面還原生成金屬鋰單質。 

  “與傳統方法只能得到鋰鹽或鋰化合物相比,新技術具有可直接提煉金屬鋰、提煉速度可控、適合大規模生産製備等優勢。此外,由於通過太陽能轉化為電能來收集和存儲鋰,是一種清潔綠色的能源利用方式。”何平説。 

  該項研究得到了國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和江蘇省優勢學科項目的資助。雖然由於生産成本、市場需求等原因,海水制鋰距離産業化應用還有很長距離,但作為一項前瞻性科學研究,該技術的發明為海洋鋰資源開發開闢了全新的道路。

編輯:羅毅