鋰是為電動汽車提供動力的電池中的一個重要元素，但飆升的鋰需求預計將在 2080 年之前耗盡陸地上的儲備。沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的研究人員現在已經開發出一個經濟上可行的系統，可以從海水中提取高純度的鋰。
海洋中的鋰含量約為陸地的 5000 倍，但濃度極低，約為百萬分之 0.2。較大的離子，包括鈉、鎂和鉀，都以更高的濃度存在于海水中;然而，以前從這種混合物中提取鋰的研究工作卻收效甚微。
阿卜杜拉國王科技大學的團隊用一個包含由鋰 - 氧化鈦(LLTO)制成的陶瓷膜的電化學電池解決了這個問題。其晶體結構包含的孔剛好夠寬，可以讓鋰離子通過，同時阻擋較大的金屬離子。開發該電池的博士后 Zhen Li 說：“LLTO 膜以前從未被用于提取和濃縮鋰離子。”
該電池包含三個艙室。海水流入一個中央進料室，正的鋰離子通過 LLTO 膜進入一個包含緩沖溶液和涂有鉑金和釕的銅陰極的側室。同時，負離子通過一個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隔間。
研究人員使用來自紅海的海水測試了該系統。在 3.25V 的電壓下，該電池在陰極產生氫氣，在陽極產生氯氣。這推動了鋰通過 LLTO 膜的運輸，在側室中積累。然后，這種富含鋰的水成為再進行四個循環處理的原料，最終達到 9000ppm 以上的濃度。調整該溶液的 pH 值可提供僅含有微量其他金屬離子的固體磷酸鋰，其純度足以滿足電池制造商的要求。
研究人員估計，該電池只需要 5 美元的電力就可以從海水中提取 1 公斤的鋰。并且該電池產生的氫氣和氯氣的價值將超過這一成本，而且剩余的海水還可以用于海水淡化廠，以提供淡水。
"我們將繼續優化膜結構和電池設計，以提高工藝效率，" 小組負責人說。IT之家了解到，該團隊還希望與玻璃行業合作，以大規模和可承受的成本生產 LLTO 膜。
