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當(dāng)下，鋰資源的利用備受關(guān)注，尋找高效、綠色的提鋰技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。記者26日從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該校教授邢衛(wèi)紅、仲兆祥團(tuán)隊(duì)與澳大利亞蒙納士大學(xué)教授王煥庭合作，系統(tǒng)闡述無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)（ISSEs）作為離子選擇性膜在海水直接提鋰中的革命性潛力。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，若能提高膜材料運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)配以政策支持，10年內(nèi)海水提鋰的成本有望降至2萬(wàn)美元/噸，與鹽湖提鋰持平。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然綜述·材料》上。

論文的共同通訊作者仲兆祥介紹，在工業(yè)界，鋰是電池的核心材料。目前，約60%的鋰從鹽湖鹵水中提取，但提取過(guò)程耗時(shí)、成本高且污染環(huán)境。雖然海洋中蘊(yùn)藏的鋰達(dá)2300億噸，但由于傳統(tǒng)離子分離膜材料不能有效分離單價(jià)離子、穩(wěn)定性差，所以大量的海洋鋰資源尚待開(kāi)發(fā)。

2015年，ISSEs首次被用作鋰離子選擇性膜從海水中提取鋰?！癐SSEs最初用于全固態(tài)電池，作為一種創(chuàng)新的離子選擇性膜材料，ISSEs能夠高效、精準(zhǔn)地分離并提取鋰離子，不僅能夠克服傳統(tǒng)提鋰方法效率低、污染重等難題，還能大幅提升鋰的回收效率?！敝僬紫檎f(shuō)。

在論文中，研究團(tuán)隊(duì)介紹了ISSEs的多種類型及其發(fā)展過(guò)程中面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，并著重強(qiáng)調(diào)了其膜制品在鋰萃取方面的巨大潛力。

仲兆祥表示，ISSEs獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，能幫助其有選擇性地快速傳輸鋰離子。ISSEs的晶格孔徑有限，無(wú)法容納帶有完整水合殼層的鋰離子，因此鋰離子在通過(guò)材料前必須首先脫去外層結(jié)合的水分子。脫水后，裸露的鋰離子在相互連接的空位和間隙缺陷之間跳躍，可以高效傳輸鋰離子。

“離子通道的尺寸類似‘智能門禁’，與晶格結(jié)構(gòu)相匹配的離子如鋰離子可‘絲滑通過(guò)’，但離子半徑大于晶格結(jié)構(gòu)孔徑的鈉、鉀等離子在穿過(guò)ISSEs時(shí)，離子遷移效率會(huì)顯著降低，離子會(huì)被‘拒之門外’，從而實(shí)現(xiàn)選擇性離子傳輸?！闭撐牡谝蛔髡?、南京工業(yè)大學(xué)教授劉澤賢說(shuō)。

劉澤賢表示，未來(lái)，ISSEs膜將有望推動(dòng)鋰資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，為新能源汽車、高端制造和新能源產(chǎn)業(yè)提供支撐。