हाल ही में, 27 जुलाई को नानजिंग विश्वविद्यालय के प्रोफेसर उन्होंने Pinghu झोउ हाओ शेन के प्रोफेसर, 2018 ऊर्जा सेल उप-जर्नल के क्षेत्र में शीर्ष अकादमिक पत्रिकाओं में प्रकाशित "जूल" ऑनलाइन हकदार 'लिथियम धातु Extractionfrom समुद्री जल' शोध पत्र का प्रस्ताव एक ईथरनेट नकारात्मक ऊर्जा है ड्राइव ऊर्जा, इलेक्ट्रोलाइट समाधान का एक संयोजन के आधार पर (hybridelectorlyte) विचारों और निरंतर आयन चयनात्मक ठोस इलेक्ट्रोलाइट फिल्म प्रौद्योगिकी, समुद्री जल से सफलतापूर्वक मौलिक धातु लिथियम निष्कर्षण। लिथियम संसाधनों की समुद्री प्रौद्योगिकी के विकास के आगमन के लिए भी नकारात्मक ऊर्जा और रासायनिक ऊर्जा है ट्रांसफॉर्मिंग स्टोरेज एक नया नया रास्ता खुलता है।
लिथियम आधुनिक समाज में सबसे महत्वपूर्ण खनिज संसाधनों में से एक, व्यापक रूप से मिट्टी के पात्र में इस्तेमाल किया जाता है रासायनिक, दवा, परमाणु उद्योग के साथ-साथ प्रसिद्ध लिथियम बैटरी उद्योग। बिजली के वाहनों और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की लोकप्रियता के साथ, लिथियम बैटरी बाजार के आकार में वृद्धि, अगले 30 वर्षों लिथियम 1/3 (चित्र। 1 ए) की दुनिया की वसूली भंडार है, जो लिथियम संसाधन भविष्य की समस्याओं की एक अपर्याप्त आपूर्ति में परिणाम होगा द्वारा भस्म हो जाएगा।
लिथियम अयस्क और नमकीन पानी की मौजूदा वैश्विक वसूली योग्य भंडार से लगभग 14 लाख टन के कुल। अयस्क और लिथियम नमक brines से निकाले आता है, ऊर्जा का एक बहुत की खपत और गंभीर प्रदूषण समस्याओं के कारण। जमीन पर और नमकीन में अयस्क की तुलना में लिथियम सीमित संसाधनों, समुद्री जल भंडारण संसाधन लिथियम की 230 बिलियन टन, 16,000 बार कुल वैश्विक लिथियम mineable संसाधनों का (fig। 1 बी) है। इस प्रकार कार्यान्वयन समुद्र से सरल है अगर लिथियम, मानव की एक नियंत्रित और साफ निष्कर्षण में, लगभग अविश्वसनीय लिथियम संसाधन मिलेगा।
चित्र 1: (ए) लिथियम संसाधनों की खपत और 2015 और 2050 के बीच कुल खपत की अवस्था में होने की उम्मीद; (बी) समुद्री और स्थलीय लिथियम भंडार अंजीर इसके विपरीत, जमीन पर लिथियम संसाधनों, मुख्य रूप से चिली में के असमान वितरण, चीन, अर्जेंटीना और ऑस्ट्रेलिया।
हालांकि समुद्र के पानी लिथियम की बहुत अमीर भंडार शामिल है, लेकिन समुद्री जल में लिथियम एकाग्रता बहुत कम है, केवल 0.1 ~ 0.2ppm है, जो मुश्किल की ओर जाता है समुद्री जल से लिथियम निकालने के लिए। शोधकर्ताओं ने कई समाधान का प्रस्ताव किया है, सोखना सहित और इलेक्ट्रोडियालिसिस।
सोखना समुद्री जल लिथियम तत्व से हाइड्रोजनीकरण धातु ऑक्साइड और हाइड्रोजन आयन एक्सचेंज क्रियाविधि adsorbed लिथियम आयनों के कुछ लोगों द्वारा हासिल की है। Electrodialysis लागू किया बिजली के क्षेत्र के माध्यम से समुद्री जल के सकारात्मक और नकारात्मक दिशात्मक आंदोलन को बढ़ावा देना है, तो चुनिंदा पारगम्य झिल्ली के द्वारा प्राप्त किया लिथियम आयनों का संवर्धन।
समुद्री जल लिथियम की मौजूदा निष्कर्षण तकनीक धीमी और नियंत्रण में मुश्किल है, और प्राप्त प्राथमिक निकालने के लिए धातु लिथियम या शुद्ध लिथियम यौगिक (जैसे ली) प्राप्त करने के लिए और उपचार की आवश्यकता होती है। 2सीओ 3।) इस प्रकार, पारंपरिक जल लिथियम प्रौद्योगिकी इस तरह के एक लिथियम के रूप में भविष्य को संतुष्ट नहीं कर सकते हैं - सल्फर बैटरी और एक लिथियम - लिथियम हवा बैटरी प्रौद्योगिकी, लिथियम संसाधनों के लिए नए बड़े मांग शामिल है।
आधुनिक इंजीनियरिंग और अनुप्रयुक्त विज्ञान के प्रोफेसर प्रोफेसर उन्होंने Pinghu झोउ हाओ शेन के नानजिंग विश्वविद्यालय जल्दी 2009, के रूप में अर्थात् कि (Hybridelectrolyte) इलेक्ट्रोलाइट का एक संयोजन है, जो जैविक और जलीय इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली की विशेषताओं के संयोजन की अवधारणा है की अवधारणा, एकल इलेक्ट्रोलाइट बैटरी प्रणाली का विस्तार के साथ तुलना में । हवा बैटरी, एक लिथियम - - हवा ईंधन सेल, एक लिथियम - नई तांबा, लिथियम प्रवाह बैटरी बड़ी क्षमता बैटरी ऑपरेटिंग वोल्टेज और आवेदन इलेक्ट्रोलाइट समाधान का एक संयोजन के आधार पर सीमा, जलीय लिथियम एक टीम का विकास किया।
हाल ही में, टीम संयुक्त नीतियों समुद्री जल इलेक्ट्रोलाइट लिथियम धातु निष्कर्षण प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में इस्तेमाल किया। डिजाइन टीम संयोजन इलेक्ट्रोलाइट रचनाओं एक सकारात्मक क्षेत्र और एक नकारात्मक क्षेत्र का गठन से बना। कैथोड क्षेत्र आर्गन जैविक इलेक्ट्रोलाइट लिथियम आयन की एक सुरक्षात्मक वातावरण है , एक तांबे पन्नी एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए इलेक्ट्रोलाइट में डूब जाता है, क्षेत्रों में काम कर रहे इलेक्ट्रोलाइट, आरयू @ SuperP इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक नकारात्मक एक लिथियम आयन चयनात्मक सिरेमिक झिल्ली पारगम्य झिल्ली के ठोस इलेक्ट्रोलाइट आयन एक लिथियम का उपयोग कर इलेक्ट्रोड, एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षेत्र दूरी पर समुद्री जल के लिए। और एक नकारात्मक क्षेत्र, सिरेमिक झिल्ली केवल लिथियम आयनों की अनुमति देता है। स्वयं तैयार किया गया लघु ट्यूनेबल प्लेट भी नकारात्मक निरंतर वर्तमान सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच निरंतर वर्तमान स्रोत के लिए लागू किया जाता है हो सकता है, एक ठोस के माध्यम से एनोड क्षेत्र में लिथियम आयनों पानी की एक सतत स्ट्रीम धात्विक झिल्ली के गठन को कम करने के लिए सकारात्मक तांबा शीट की सतह पर सिरेमिक झिल्ली, समुद्री जल (चित्रा 2) से धातु लिथियम के निष्कर्षण को सफलतापूर्वक प्राप्त किया।
चित्र 2: समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया (ए) भी नकारात्मक एक लिथियम उठाने की एक योजनाबद्ध दृश्य का मतलब सिद्धांत संचालित किया जा सकता है, (बी) मोनोमर तंत्र के एक योजनाबद्ध दृश्य है, ऊपर से नीचे भी नकारात्मक ऊर्जा बोर्ड कर रहे हैं, सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षेत्र के जैविक इलेक्ट्रोलाइट, एक चीनी मिट्टी चयनात्मक झिल्ली, समुद्री जल नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षेत्र, पूरे तंत्र समुद्र की सतह एक रबर की अंगूठी के प्रयोग पर तैरने लगते हैं सकता है, अंजीर के (सी) समुद्र बड़े आभासी डिवाइस व्यवस्था।
इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, लिथियम आयनों में कमी सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर होती है:
ली ++ ई → ली
नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर, समुद्री जल का ऑक्सीकरण:
2Cl -→ क्लोरीन2+2e-
2OH -→ एच 2O + 0.5O2+2e-
क्लोरीन 2+H2हे → HClO + H ++ क्लोरीन-
चित्रा 3: (ए) 80, 160, 240 और 320 μA सेमी पर -2वर्तमान घनत्व पर संभावित समय वक्र (80μA सेमी पर सचित्र -2) प्रति वर्ग सेंटीमीटर धातु लिथियम तांबे की उपज पर (बी;) पहले और अंजीर ली की एक्सपीएस के आर्गन आयन नक़्क़ाशी में उत्पाद के बयान के बाद (सी, एक वर्तमान इलेक्ट्रोलिसिस 1 घंटे के घनत्व) में चित्र इलेक्ट्रोड जमा उत्पाद में (डी) सकारात्मक आर्गन आयनों काट कर बनाया गया पहले और नक़्क़ाशी के बाद ली और ना अंजीर .; अंजीर के एक्सपीएस विशेषता XRD (ई) जमा उत्पाद (अल नमूना मंच से प्राप्त शिखर एक सुरक्षात्मक वातावरण का मतलब है)
लिथियम के पानी की निकासी की प्रक्रिया में, तांबा एक्सपीएस और XRD विश्लेषण, सतह जमा तांबा धातु लिथियम। 80, 160, 240 और 320μA द्वारा उत्पन्न एक चांदी पदार्थ है · सेमी -2इलेक्ट्रोलिसिस के एक वर्तमान घनत्व में वोल्टेज रहे हैं 4.52V, 4.75V, 4.88V और 5.28V, लिथियम धातु उत्पादन 1.9, 3.9, 5.7, और 1.2mg था · dm -2· एच -1(चित्रा 3)।
जब वर्तमान घनत्व एक निश्चित दहलीज से अधिक हो जाता है, उदाहरण के लिए 320μA सेमी -2सकारात्मक इलेक्ट्रोड (इलेक्ट्रोलाइट अपघटन), लिथियम हो जाएगा की कम पैदावार में जिसके परिणामस्वरूप के गंभीर साइड इफेक्ट। यह समुद्री जल लिथियम से देखा जा सकता तकनीकी लाभ सीधे मौलिक लिथियम धातु, प्राप्त किया जा सकता मौलिक धातु लिथियम नकारात्मक रासायनिक सौर ऊर्जा से बदल से छिपा दिया गया है कर सकते हैं, लिथियम द्वारा - रिहा नई हवा बैटरी सेल प्रणाली, आदि - या एक लिथियम सल्फर बैटरी।
इसके अलावा, लगातार वर्तमान इलेक्ट्रोलिसिस तैयारी विधि ट्यूनेबल तेजी से और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त तैयार किया। आविष्कार लिथियम संसाधनों का एक समुद्री प्रौद्योगिकी विकास भी नकारात्मक है और रासायनिक ऊर्जा भंडारण करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता नया पथ को खोलता है।
