Recentemente, Professor da Universidade de Nanjing Professor Ele Pinghu Zhou Hao Shen em 27 de julho de 2018 top revistas acadêmicas no campo de celular energia sub-Journal publicou "Joule" on-line intitulado trabalho de pesquisa 'Lithium metal Extractionfrom Seawater' propõe uma energia Ethernet negativo é dirigir energia, com base em uma combinação da solução electrolítica (hybridelectorlyte) ideias e tecnologia de película constante de iões selectiva sólido electrolítica, extracção de metais lítio elementar com sucesso a partir de água do mar. o advento do desenvolvimento da tecnologia marinho de recursos de lítio é de energia muito negativa e a energia química Transformar o armazenamento abre um caminho totalmente novo.
O lítio é um dos recursos minerais mais importantes na sociedade moderna, é amplamente utilizado em cerâmica química, farmacêutica, indústria nuclear indústria de baterias de lítio, bem como bem conhecido. Com a popularidade dos veículos elétricos e dispositivos eletrônicos portáteis, o aumento do tamanho do mercado de bateria de lítio, Estima-se que nos próximos 30 anos, ele consumirá um terço das atuais reservas globais recuperáveis de lítio (Figura 1A), o que levará ao fornecimento insuficiente de recursos de lítio no futuro.
As atuais reservas recuperáveis globais de minério de lítio e salmoura vem, um total de cerca de 14 milhões de toneladas. Extraído de salmouras de minério e sal de lítio, consome muita energia e causar sérios problemas de poluição. Em comparação com o minério em terra e em salmoura lítio recursos limitados, recursos de armazenamento de água salgada 230 mil milhões de toneladas de lítio, é de 16.000 vezes (FIG. 1B) do total dos recursos mineable lítio global. Assim, se a aplicação é simples a partir do mar, numa extracção controlada e limpo de lítio, humano Receberá recursos de lítio quase inesgotáveis.
Figura 1: (A) esperado no consumo de recursos de lítio e a curva de consumo total entre 2015 e 2050; (B) o marinhos e lítio terrestre reservas FIG contraste, a distribuição irregular de recursos de lítio em terra, principalmente no Chile, China, Argentina e Austrália.
Embora a água do mar contenha recursos de lítio extremamente abundantes, a concentração de lítio na água do mar é muito baixa, de 0,1 a 0,2 ppm, o que dificulta a extração de lítio da água do mar, sugerindo várias soluções, incluindo métodos de adsorção. E eletrodiálise.
A adsorção é alcançada por alguns dos óxidos de metal e hidrogenação mecanismo de troca de iões de hidrogénio iões lítio adsorvidas a partir de água do mar elemento de lítio. A electrodiálise é promover o movimento direccional positivo e negativo da água do mar através do campo eléctrico aplicado, em seguida conseguido por membrana selectivamente permeável Enriquecimento de íons de lítio.
A tecnologia existente de extração de lítio da água do mar é lenta e difícil de controlar, e o extrato primário obtido precisa de tratamento adicional para obter lítio metálico ou composto puro de lítio (como o Li). 2CO 3.) Assim, a tecnologia de lítio de água convencional não pode satisfazer o futuro tal como um lítio - bateria de enxofre e um de lítio - tecnologia de baterias de ar de lítio, designadamente a nova procura grande para recursos de lítio.
Universidade de Nanjing de Engenharia Moderna e Ciência Aplicada Professor Professor Ele Pinghu Zhou Hao Shen já em 2009, ou seja, que o conceito de uma combinação de eletrólito (Hybridelectrolyte), que é o conceito de combinar as características do sistema de eletrólito orgânico e aquoso, em comparação com os amplia sistema de bateria única de eletrólitos . a voltagem operacional e a área de aplicação com base numa combinação da solução electrolítica, o lítio aquoso desenvolveu um equipa - bateria de ar, um lítio - célula de combustível de ar, um lítio - novo de cobre, baterias de fluxo de lítio bateria grande capacidade.
Recentemente, as políticas equipa combinado utilizado na tecnologia de água do mar electrólito lítio extracção do metal. As composições de electrólitos combinação equipe de design compostas por uma região positiva e uma regi negativa formada. Região de cátodo é uma atmosfera protectora de iões de lítio orgânico electrólito árgon , uma folha de cobre é imerso no electrólito a um eléctrodo positivo; regiões à água do mar electrólito de trabalho, o catalisador de eléctrodo para Ru @ superp o eléctrodo negativo utilizando uma bateria de lítio ião electrólito sólido de um ião de lítio membrana permeável membrana cerâmica selectiva, uma área de eléctrodo positivo espaçadas. e uma regi negativa, a membrana cerâmica permite que apenas os iões de lítio. placa ajustável em miniatura auto-concebido pode ser muito negativo de corrente constante é aplicada à fonte de corrente constante entre os eléctrodos positivos e negativos, os iões de lítio na região do ânodo um fluxo constante de água por meio de um sólido A membrana cerica, na superfie da folha de cobre positiva para reduzir a formao de lio metico, conseguiu com sucesso a extraco do lio metico da ua do mar (Figura 2).
Figura 2: processo de electrólise de água do mar (A) pode ser conduzida muito negativo uma vista esquemática de uma elevação de lítio significa princípio; (B) monómero é uma vista esquemática do aparelho, de cima para baixo são placa de energia muito negativa, o electrólito orgânico da região do eléctrodo positivo, uma membrana selectiva de cerâmica, Na zona negativa da água do mar, todo o dispositivo pode flutuar na superfície com um elástico, (C) um mapa imaginário de um grande número de dispositivos no mar.
Durante o processo de eletrólise, a redução de íons de lítio ocorre no eletrodo positivo:
Li ++ e- → Li
No eletrodo negativo, a oxidação da água do mar:
2Cl -→ Cl2+2e-
2OH -→ H 2O + 0,5O2+2e-
Cl 2+H2O → HClO + H ++ Cl-
Figura 3: (A) a 80, 160, 240 e 320 μA · cm -2Curva de tempo potencial na densidade de corrente (ilustrada em 80μA · cm -2eléctrodos de imagem, a uma densidade de corrente de 1 hora de electrólise); (B) sobre o rendimento de cobre de lítio metálico por centímetro quadrado; (C) antes e após a deposição do produto em uma gravura de ião árgon de XPS da FIG Li; (D) iões de árgon positivos no produto depositado foi entalhada Caracterização por XPS de Li e Na antes e depois do etch (E) Caracterização de XRD de produtos depositados (pico de Al do estágio de amostra do dispositivo de proteção da atmosfera)
No processo de extracção de água de lítio, cobre tem uma substância prateado gerado por XPS e análise de XRD, superfície depósito de cobre do metal de lítio. 80, 160, 240 e 320μA · cm -2Voltagem a uma densidade de corrente de electrólise são 4.52V, 4,75 V, 4.88V e 5.28V, a produção de metal de lítio foi de 1,9, 3,9, 5,7, e 1,2 mg · dm -2· H -1(Figura 3)
Quando a densidade de corrente excede um certo limite, por exemplo 320μA · cm -2, Os efeitos secundários graves do eléctrodo positivo (decomposição electrólito), resultando em rendimentos reduzidos de lítio irá ocorrer. Isto pode ser visto a partir de lítio de água do mar vantagem técnica pode ser obtido de metal de lítio directamente elementar, química negativo elementar lítio metal foi escondido da energia solar transformada a partir da Sim, pode ser liberado através de novos sistemas de bateria, como baterias de lítio-enxofre ou baterias de lítio-ar.
Além do mais, a electrólise a corrente constante Método de Preparação sintonizável rápido e preparado adequado para a produção em larga escala. A presente invenção é um desenvolvimento de tecnologia marinho de recursos de lítio é também negativo e pode ser convertido para o armazenamento de energia química abre novo caminho.
