به تازگی، استاد دانشگاه نانجینگ استاد او از Pinghu ژو هائو شن در تاریخ 27 ژوئیه 2018 مجلات علمی برتر در زمینه انرژی همراه زیر مجله منتشر شده "ژول" آنلاین با عنوان مقاله: لیتیوم فلزی Extractionfrom آب دریا، پیشنهاد انرژی اترنت منفی است رانندگی انرژی، بر اساس ترکیبی از راه حل های الکترولیتی (hybridelectorlyte) ایده ها و یون ثابت انتخابی جامد تکنولوژی فیلم آبکاری، موفقیت عنصری استخراج فلز لیتیوم از آب دریا. ظهور توسعه فن آوری دریایی از منابع لیتیوم انرژی بیش از حد منفی و انرژی شیمیایی را به است تبدیل باز کردن یک مسیر جدید ذخیره شده است.
لیتیوم یکی از منابع معدنی مهم در جامعه مدرن، به طور گسترده ای در صنایع سرامیک مورد استفاده قرار گیرد شیمیایی، دارویی، صنعت هسته ای صنعت باتری لیتیوم و همچنین به خوبی شناخته شده است. با توجه به محبوبیت وسایل نقلیه الکتریکی و دستگاه های الکترونیکی قابل حمل، افزایش در اندازه بازار باتری لیتیوم، در 30 سال آینده خواهد شد ذخایر قابل استحصال در جهان از لیتیوم 1/3 (شکل A1)، که در تامین نامناسب منابع لیتیوم مشکلات آینده منجر خواهد شد مصرف می شود.
در حال حاضر موجود برای بازیابی جهانی از سنگ معدن لیتیوم و آب نمک می آید از، در مجموع حدود 14 میلیون تن است. استخراج شده از سنگ و نمک لیتیوم خیار شور، مصرف مقدار زیادی از انرژی و باعث مشکلات آلودگی جدی در مقایسه با سنگ بر روی زمین و در آب نمک لیتیوم منابع محدود، منابع ذخیره سازی آب دریا 230 میلیارد تن لیتیوم، 16000 بار (شکل B1) از کل لیتیوم جهانی منابع mineable است. بنابراین، اگر در پیاده سازی ساده از دریا است، در یک استخراج کنترل و تمیز از لیتیوم، انسان منابع لیتیوم خواهد شد تقریبا پایان ناپذیر است.
شکل 1: (A) انتظار می رود در مصرف منابع لیتیوم و منحنی مصرف کل بین 2015 و 2050؛ (ب) دریایی و زمینی لیتیوم ذخایر است مقابل، توزیع نابرابر منابع لیتیوم در زمین، عمدتا در شیلی، چین، آرژانتین و استرالیا.
اگر چه آب دریا حاوی ذخایر بسیار غنی از لیتیم، اما غلظت لیتیوم در آب دریا بسیار کم است، تنها 0.1 ~ 0.2ppm، که منجر به مشکل در اکسترکت لیتیوم از آب دریا. محققان راه حل های بسیاری ارائه شده اند، از جمله جذب و الکترو دیالیز.
جذب سطحی توسط برخی از اکسید هیدروژن فلزی و مکانیزم تبادل یون هیدروژن یونهای لیتیوم جذب از عنصر آب دریا لیتیوم به دست آورد. الکترودیالیز است به ترویج جنبش جهت مثبت و منفی از آب دریا از طریق میدان الکتریکی اعمال شده، سپس با غشاء نفوذ پذیر انتخابی به دست آورد یونهای لیتیوم غنی شده است.
تکنولوژی لیتیوم میزان استخراج آب موجود آهسته و دشوار برای کنترل است که منجر عصاره اولیه پردازش بیشتر در جهت به دست آوردن لیتیوم فلزی خالص و یا یک ترکیب لیتیوم (مانند لی لازم است 2شرکت 3.) بنابراین، این فن آوری لیتیوم آب معمولی ممکن است در آینده به عنوان یک لیتیوم راضی نیست - باتری لیتیوم سولفور و - فن آوری باتری لیتیوم هوا، از جمله تقاضای زیادی جدید برای منابع لیتیوم.
دانشگاه نانجینگ مهندسی مدرن و علمی کاربردی استاد او از Pinghu ژو هائو شن اوایل 2009، یعنی که مفهوم ترکیبی از الکترولیت (Hybridelectrolyte) است، که مفهوم ترکیب ویژگی های سیستم الکترولیت آلی و آبی، در مقایسه با تک الکترولیت گسترش سیستم باتری . ولتاژ و محدوده برنامه بر اساس ترکیبی از راه حل های الکترولیتی، لیتیوم آبی یک تیم - باتری هوا، یک باتری لیتیوم - سلول سوختی هوا، یک باتری لیتیوم - مس جدید، باتری جریان باتری لیتیوم ظرفیت بزرگ است.
به تازگی، سیاست های تیم ترکیب را در فن آوری آب دریا الکترولیت لیتیوم استخراج فلز استفاده می شود. طراحی ترکیبی تیم ترکیب الکترولیت متشکل از یک منطقه مثبت و منفی یک منطقه تشکیل شده است. منطقه کاتدی یک فضای محافظت از آرگون الکترولیت آلی لیتیوم یون است ، یک فویل مس در الکترولیت به یک الکترود مثبت غوطه ور؛ مناطق به آب دریا الکترولیت کار، کاتالیزور الکترود به انگشت های دست فاصله @ SuperP الکترود منفی با استفاده از یک باتری لیتیوم یون الکترولیت جامد از یک یون لیتیوم انتخابی سرامیک غشاء غشاء نفوذ پذیر، یک منطقه الکترود مثبت فاصله از هم جدا. و یک منطقه منفی، سرامیک غشاء اجازه می دهد تا تنها یونهای لیتیوم. صفحه موزون مینیاتوری خود طراحی می تواند بیش از حد منفی جریان ثابت به منبع جریان ثابت بین دو الکترود مثبت و منفی استفاده شود، یونهای لیتیوم در منطقه آند یک جریان ثابت آب از طریق یک جامد سرامیک غشاء، کاهش سطح مس کاتد برای تولید فلز لیتیم عنصری، عنصری فلز لیتیم استخراج موفق (شکل 2) از آب دریا.
شکل 2: فرایند الکترولیز آب دریا (A) را می توان محور بیش از حد منفی یک طرح کلی از بلند کردن اجسام لیتیوم معنی اصل؛ (B) مونومر نمای شماتیک از دستگاه است، بالا به پایین هستند هیئت مدیره انرژی بیش از حد منفی، الکترولیت آلی از منطقه الکترود مثبت، یک غشای انتخابی و سرامیک، آب دریا منطقه الکترود منفی، تمام تجهیزات در سطح دریا با استفاده از یک حلقه لاستیک شناور؛ (C) دریای بزرگ ترتیب دستگاه مجازی شکل
فرایند الکترولیز، واکنش کاهش یونهای لیتیوم می گیرد در الکترود مثبت:
لی ++ e- → لی
در الکترود منفی، اکسیداسیون آب دریا:
2Cl -→ Cl2+2e-
2OH -→ H 2O + 0.5O2+2e-
Cl 2+H2O → HClO + H ++ Cl-
3-: (A) در 80، 160، 240 و 320μA · سانتی متر -2پتانسیل در چگالی جریان - منحنی زمان (الحاق به عنوان 80μA · سانتی متر -2الکترود تصویر در چگالی جریان از 1H الکترولیز)؛ (ب) بر عملکرد مس لیتیوم فلزی در هر سانتیمتر مربع؛ (C) قبل و بعد از رسوب کالا در اچ یون آرگون از XPS شکل لی؛ (د) یون آرگون مثبت در محصول رسوب حک شده بود قبل و بعد از اچ لی و Na XPS شکل؛ شود مشخص XRD (E) کالا سپرده (آل اوج به دست آمده از مرحله نمونه به این معنی یک فضای محافظت شده)
در این روند از استخراج آب از لیتیوم، مس یک ماده نقره ای تولید شده توسط XPS و تجزیه و تحلیل XRD، سطح سپرده فلز مس لیتیوم. 80، 160، 240 و 320μA · سانتی متر -2ولتاژ در چگالی جریان الکترولیز می 4.52V، 4.75V، 4.88V و 5.28V تولید لیتیم فلزی 1.9، 3.9، 5.7، و 1.2mg بود · DM -2· ساعت -1(شکل 3).
هنگامی که تراکم جاری بیش از یک آستانه مشخص، به عنوان مثال 320μA · سانتی متر است -2، عوارض جانبی جدی از الکترود مثبت (تجزیه الکترولیت)، و در نتیجه کاهش مقدار لیتیوم رخ خواهد داد. این را می توان از لیتیوم آب دریا دیده مزیت های فنی می توان بدست آورد فلز لیتیوم به طور مستقیم عنصری، شیمیایی عنصری لیتیوم فلزی منفی از انرژی خورشیدی تبدیل از پنهان شده می توانید، با لیتیوم - آزاد سیستم جدید باتری هوا همراه، و غیره - و یا یک باتری لیتیوم گوگرد است.
علاوه بر این، ثابت الکترولیز فعلی روش آماده سازی موزون سریع و مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ آماده شده است. اختراع است توسعه فن آوری دریایی از منابع لیتیوم بیش از حد منفی است و می تواند به ذخیره سازی انرژی شیمیایی تبدیل باز می شود تا مسیر جدید است.
