科学家开发出从海水中提取锂的方法

科学家开发出从海水中提取锂的方法

全球对锂的需求正在不断增加。锂是制造可充电电池的主要材料,用于手机和电动汽车。与其他材料相比,锂可以存储更多能量。

据预测,锂的消费量从2009年的101,613吨增加到2016年的212,719吨,估计到2025年将达到498,000吨。需求的增长主要与锂离子电池在电子设备中的广泛使用以及如今电动汽车的大量销售有关。

能够从海水中提取锂是关键的。因海水所含的锂几乎是陆地上所含锂的57,000倍。但是,它被高度稀释(目前约为百万分之0.2),并且萃取困难,因为它与其他化学相似的离子(例如钠)共存。(当试图过滤掉锂时,其他类似的离子最终会混入混合物中。)幸运的是,研究人员坚持不懈,斯坦福大学的一个团队找到了解决这个问题的方法。

由材料科学家Yi Cui领导的斯坦福研究小组使用了锂离子电池电极,这种电极的选择性更高。普通电极可以吸收锂离子,也可以吸收钠离子。由于海水中的钠比锂多十万倍,所以锂被完全挤出了。

但是该团队的特制电极涂有一层薄薄的二氧化钛,该二氧化钛起到了阻挡钠的作用,可将大部分钠排除在外。锂比钠小,因此通过二氧化钛没有问题。尽管这很有效,但这还不够。

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为了摆脱多余的钠,他们还必须反复改变电压。每次电流反向时,离子就会开始从电极移开。但是电极材料对锂具有更高的亲和力,因此这些离子是最先进入电极的离子,最后要离开的离子。十个循环后,锂与钠的比例为一对一。整个过程仅需几分钟。

尽管这一进步是一项突破,但它仍然不比在陆地上开采锂便宜。目前,研究人员正在通过测试其他类型的锂离子电池电极来进一步提高选择性。Choi指出,该方法可能使废电池回收提取锂。

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