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阿贡国家实验室研发创新膜技术 从水中高效提取锂

阿贡国家实验室与芝加哥大学联合团队开发基于蛭石粘土的新型膜技术,可从海水、盐湖卤水中高效分离提取锂,成本低廉(粘土仅$350/吨),有望打破锂供应链对少数国家的依赖。

锂供应挑战与水资源潜力

锂是电动汽车、电子设备关键材料,需求激增。目前主要依赖硬岩采矿和少数国家盐湖,供应链脆弱。地球上大部分锂溶于海水和地下卤水,但传统方法难以高效分离锂与钠、镁等竞争离子。

膜结构设计:二维层状+氧化铝支柱

将蛭石剥离为纳米级二维层(十亿分之一米厚),重新堆叠形成过滤膜。为防水中崩解,插入微观氧化铝支柱支撑层间距,形成类“停车楼”结构,中和表面负电荷。

双重分离机制:电荷筛选+尺寸排阻

  1. 电荷选择性:引入钠离子使膜表面带正电,镁离子(+2)比锂离子(+1)受排斥更强,锂易通过
  2. 尺寸筛选:增加钠离子缩小孔径,允许较小钠/钾离子通过,截留较大锂离子

性能与应用前景

博士生Yining Liu表示:双重筛选大幅提升提锂效率,可减少对外供应依赖,开发非常规锂资源。技术可推广至镍、钴、稀土等关键材料回收,及水处理污染物去除。团队正探索不同粘土材料在海水提锂、饮用水净化中的应用。

更多信息请联系Seth Darling,邮箱:darling@anl.gov。

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