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鋰是自動駕駛汽車電池中的重要元素，KAUST的研究人員已經開發出了一種從(cong) 海水中提取鋰的方法，這種方法十分經濟。（圖片來源：Morgan Bennett Smith）
在為(wei) 電動汽車提供動力的電池中，鋰是關(guan) 鍵元素。由於(yu) 鋰的需求量飆升，陸地上鋰資源預計將在2080年耗盡。KAUST的研究人員現已開發了一種經濟、可行的係統，可從(cong) 海水中提取高純度的鋰。
海洋中的鋰含量是陸地的5000倍，但濃度極低，約為(wei) 0.2ppm。一些更大的金屬離子，包括鈉、鎂和鉀，都以較高的濃度存在於(yu) 海水中；然而，先前從(cong) 這種混合物中提煉鋰的研究成果甚微。
（圖片來源：pixabay）
KAUST研究團隊用一種電化學電池解決(jue) 了這個(ge) 問題，這種電池含有由鋰鑭鈦氧化物（LLTO）製成的陶瓷膜。它的晶體(ti) 結構所含的空穴足夠寬，剛好能讓鋰離子通過，同時阻擋更大的金屬離子。“LLTO膜以前從(cong) 未應用於(yu) 提取和濃縮鋰離子”，研發該電池的博士後Zhen Li說。
該電池有三個(ge) 隔室。海水流入中央進料室，正鋰離子通過LLTO膜進入側(ce) 室，側(ce) 室包含緩衝(chong) 溶液和鍍有鉑、釕的銅陰極。同時，陰離子通過一層標準的陰離子交換膜離開進料室，進入含有氯化鈉溶液和鉑釕陽極的第三個(ge) 室。
研究人員利用紅海的海水測試了這個(ge) 係統。在3.25V電壓下，電池陰極產(chan) 生氫氣，陽極產(chan) 生氯氣。這推動了鋰離子的跨膜（LLTO膜）運輸，並在側(ce) 室累積。
這些富含鋰的水將成為(wei) 原料，再經過四輪循環處理，最終可達到9000 ppm以上的濃度。調整該溶液的pH值，就可得到固體(ti) 磷酸鋰，它僅(jin) 含微量的金屬雜質離子，足以滿足電池製造商的要求。
（圖片來源：pixabay）
研究人員估計，從(cong) 海水中提取1公斤鋰，價(jia) 格僅(jin) 需5美元。電池產(chan) 生的氫氣、氯氣的價(jia) 值遠遠能抵消這一成本，並且剩餘(yu) 的海水也可以通過海水淡化廠產(chan) 生淡水。
“我們(men) 將繼續優(you) 化膜結構和電池設計，以提高這個(ge) 過程的效率。”組長Zhiping Lai說。
他的研究團隊還希望與(yu) 玻璃行業(ye) 合作，大規模生產(chan) 低成本的LLTO膜。
翻譯：曾欣欣
審校：董子晨曦
引進來源：阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）
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