新開發從海水抽取高純度鋰之技術,1公斤鋰的電力成本僅5美元

 

刊登日期:2021/7/13
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沙烏地阿拉伯的阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)發表開發了一項可從海水中抽取出高純度鋰,且具經濟效益之處理系統。此處理系統是利用以鋰鑭鈦氧化物(LLTO)製成的陶瓷膜等組成的電化學電池進行濃縮,從海水中抽取出1公斤鋰的電力成本約5美元。

一般鋰可從鹽水或鋰輝石原礦取得,而海水的鋰含量約為陸地的5,000倍,但濃度極低,僅佔約0.2 ppm。雖然抽取技術不斷在演進,但成效甚微,仍有實用化上的成本課題有待解決。KAUST開發的電化學電池內設有3個分區,包括海水流入的中央供應區,以及正極區、負極區。施以電壓後,會讓正極端產生氫氣,負極端產生氯氣。LLTO膜的結晶構造擁有足以讓鋰通過的孔洞,但較大的金屬離子則無法通過,因此鋰離子會穿越LLTO膜,移動至正極端後形成蓄積,反覆進行此處理過程即可提高鋰離子的濃度。KAUST表示,目前尚未有將LLTO膜應用於抽取、濃縮鋰離子的先例。

研究團隊利用紅海海水進行實驗,以3.25V的電壓反覆進行4次處理後,確認鋰離子濃度最終可以提高至9,000 ppm。將此水溶液的pH值予以調整後,即可得到濃度足以供電池使用的固體磷酸鋰。利用此項技術生產1公斤鋰的電力成本僅需5美元,且過程中產生的氫氣和氯氣足以抵銷發電成本。今後研究團隊將進一步推動製程的最佳化,並計畫與玻璃業者合作,展開大型、低成本之LLTO膜的生產開發。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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