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09
2026
-
07
Nat. Commun.: 从海水到电池级碳酸锂，Li–air耦合电渗析开辟绿色提锂新路径
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背景
在全球能源结构向可再生转型的过程中，锂离子电池作为核心储能与动力载体，其需求正呈爆发式增长。然而，当前锂资源主要依赖矿石焙烧和盐湖蒸发，不仅能耗高、周期长，还高度依赖特定地理资源，带来环境与供应链双重压力。相比之下，海水中蕴含着远超陆地资源的锂储量，但其低浓度（约0.17 ppm）和复杂离子体系，使传统提锂方法难以适用。电渗析等直接提锂技术虽展现出潜力，但仍面临选择性不足、流程复杂等问题，尤其是在如何富集锂离子并实现最终产物转化方面，仍缺乏简洁的一体化方案。
创新
近日，南京大学周豪慎、何平教授团队提出一种受锂空气电池化学启发的电渗析新策略，将锂离子分离与碳酸锂生成耦合于同一体系中，实现“一步法”直接提取碳酸锂。系统通过固态锂离子导体膜实现对Li⁺的高选择性传输，同时在阴极侧引入空气中的O₂与CO₂参与反应，使迁移过来的Li⁺在电化学环境中直接转化为Li₂CO₃。这一设计的关键在于“反应驱动选择性”：Li–air反应路径在热力学上更有利于Li⁺参与，从而在多种共存离子（如Na⁺、K⁺、Mg²⁺）中优先生成碳酸锂，降低了对高选择性膜材料的依赖。同时，该体系无需额外加入沉淀剂（如Na₂CO₃），显著简化流程并降低化学品消耗。
意义
基于这一耦合策略，体系在低于2 V的电压下即可实现碳酸锂的直接生成，产品纯度达到93.8%，同时在能耗和化学投入方面均优于传统工艺。更重要的是，该方法为从海水等低品位资源中提取锂提供了可行路径，具备分布式、低环境影响的潜在优势。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/37KSP77rqSf-Bajcfni_QQ
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