科技日报北京11月15日电 （记者刘霞）英国科学家研制出一种新型电化学反应器，能从天然盐水溶液中提取锂。研究团队表示，这种方法不仅实现了97.5%的高纯度锂提取，还大大降低了传统提取方法带来的环境风险，对推动可再生能源储存和电动汽车技术发展大有助力。相关论文发表于最新一期《美国国家科学院院刊》。
锂作为可再生能源储存和电动汽车电池的关键材料，其需求量与日俱增。但传统矿石开采锂的难度和成本不断攀升，天然盐水（地热环境中发现的咸水）已成为一种极具潜力的锂来源。
不过，天然盐水中还含有钠、钾、镁、钙等离子。它们的化学性质与锂相似，使得传统分离技术难以实现高选择性提取，且能耗和化学废物显著增加。盐水中的高浓度氯离子还可能在传统电化学过程中产生有害的氯气，进一步加剧了锂提取过程的复杂性以及危险性。
在最新研究中，美国莱斯大学团队研制出一种新型三室电化学反应器，解决了这些难题。
与传统方法不同，新反应器增加了一个包含多孔固体电解质的中间室，能通过控制盐水通过时的离子流，有效防止发生不必要的反应。同时，阳离子交换膜充当氯离子的“守门人”，阻止它们到达电极区域，从而避免了氯气的产生。位于电解槽另一侧的专用锂离子导电玻璃陶瓷膜则能选择性地为锂“放行”，同时拦截其他离子，显著减少了天然盐水中钾、镁、钙等离子的干扰，实现了高选择性锂提取。
该反应器提取锂的纯度达到97.5%，且极大减少了氯气的产生，使锂提取过程更加安全环保，有望改变从地热卤水等来源提取锂的游戏规则。
此外，研究团队观察到，钠离子容易在膜表面积聚，这会影响锂的输送效率并增加能耗。他们计划通过调整电流水平、增加表面涂层等方法，进一步优化反应器的性能。