海水中鋰元素怎么提取

海水中鋰元素怎么提取

鋰電池 海水 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

市場對鋰的需求不斷增長，是制造大功率可充電電池的關(guān)鍵，但是鋰的粗存量不夠豐富一直都是個(gè)問題。近日，斯坦福大學(xué)的研究人員正在從海水中嘗試提取鋰。

相對于其他的材料，在用于制造電池時(shí)，鋰在同等重量的情況下可以儲(chǔ)存更多的能量，每年制造鋰電池的廠商可消耗16萬噸的原材料，未來十年這個(gè)需求量預(yù)計(jì)會(huì)增長至近十倍。鋰的儲(chǔ)備量不足引起了人們的擔(dān)憂，日后鋰電池可能會(huì)因?yàn)樵牧瞎?yīng)不足而飛速的價(jià)格上漲，而且可能會(huì)限制相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

但是通過電感耦合等離子體質(zhì)譜儀觀察海水卻發(fā)現(xiàn)海水中的鋰資源相當(dāng)可觀，全球海洋中包含的鋰約有1800億噸。但是鋰在海水中的濃度非常的稀薄，約0.2％。雖然研究人員設(shè)計(jì)了各種各樣的過濾器和膜用來針對性的從海水中提取鋰，但是目前的相關(guān)技術(shù)為了提高鋰的濃度都需要大量的蒸發(fā)海水，算上花費(fèi)的時(shí)間和占用的土地，這個(gè)成本很不劃算。

科學(xué)家嘗試過直接將鋰電池電極放入到海水中，利用電極上的負(fù)電壓直接提取鋰，但是通過電感耦合等離子體質(zhì)譜儀觀察海水卻發(fā)現(xiàn)，海水中同時(shí)存在了大量的鈉，鈉的元素性質(zhì)和鋰非常的相似，提取鋰的時(shí)候鈉也會(huì)被吸入，同時(shí)由于海水中鈉的含量比鋰多得多，提取鋰的時(shí)候往往也會(huì)摻雜進(jìn)大量的鈉，甚至?xí)D壓到鋰的提取空間。

斯坦福大學(xué)教授崔屹團(tuán)隊(duì)提出了一種新的提取鋰的方法，這個(gè)方法的針對性更強(qiáng)。他們將薄薄的二氧化鈦涂覆在電極上，鈉離子比鋰離子的體積要更大，所以不易穿過薄膜進(jìn)入電極。團(tuán)隊(duì)還改變了控制電壓的辦法，和以前向電極施加恒定的電壓不同，他們采取了一種新的循環(huán)的方法，先施加負(fù)電壓然后再暫時(shí)關(guān)閉，接著再繼續(xù)施加正電壓，幾分鐘內(nèi)就可以如此循環(huán)往復(fù)十次。

這樣做是因?yàn)殡妷旱淖兓矔?huì)對鋰離子和鈉離子產(chǎn)生影響，如果是對鋰的親和力更高的電極材料，鈉離子會(huì)比鋰離子更晚進(jìn)入電極，也會(huì)更快的離開電極。數(shù)次循環(huán)以后鋰就能集中在電極沖。最后研究人員得到了鋰納比1：1的結(jié)果。

但是也有學(xué)者指出，和相比于陸地上開采，這種方式的成本過高，但是也有一些研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試對鋰電電極進(jìn)行改進(jìn)，試圖降低成本，拓寬電極的選擇范圍。

鑠思百檢測提供電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP）等相關(guān)檢測。