日本弘前大学研究生院理工学研究科的佐佐木一哉教授（同时在锂资源综合研究机构任职）、弘前大学锂资源综合研究机构的新村洁人助教等人组成的研究团队发表研究成果称，成功研发出了一项可以快速、经济地从盐湖、地下水以及废旧锂离子电池中提取并回收不含任何金属杂质的高纯度锂的电化学泵技术。该技术主要依赖于2个外部电源、3个电极以及锂离子导电固体电解质隔膜。研究证实，该技术的提取和回收速度是传统技术的464倍，且在理论上可以实现锂回收速度的无限增长。预计该技术将为以具有经济性、工业化方式获取锂资源做出贡献。相关研究成果已于2月11日发表在《Communications Engineering》杂志上。
发表于《Communications Engineering》第3卷、文章编号：29（2024年）中的快速高效提取和回收溶液中锂的三电极双电源电化学泵系统构造和反应示意图（供图：弘前大学）
本次研究开发的是一种电化学泵技术。运用此技术，将盐湖水或溶解了废旧锂离子电池的水溶液注入示意图左侧（阳极侧、Anode侧）的水槽中，利用电化学势差即可实现锂离子向右侧（阴极侧、Cathode侧）水槽中的移动和回收。电化学泵技术是通过允许所需离子（在本研究中为锂离子Li+）在内部移动的电解质隔膜的正反两面施加电化学势差，促使离子从隔膜一侧向另一侧移动的技术。
在电解质隔膜两侧表面形成的两个电极会产生O2（氧）气体，最右侧的电极会产生H2（氢）气体，因此该技术还能够供应这些气体。
本次开发的技术将有助于以经济性、工业化手段获取电动汽车等设备锂离子电池和未来预计成为基础能源系统的核聚变发电等所需的锂资源。
佐佐木教授表示，“作为制造电动汽车等设备锂离子电池的必要材料，锂的需求激增，其价格上涨和供应短缺存在不安。随着欧洲电池法规的出台，资源回收也将成为强制性要求。未来锂还将大量用于预计成为基础能源供给的核聚变发电。为了实现对日本经济发展和能源安全至关重要的廉价、稳定的锂供应，我们旨在通过该技术创建‘锂供应链’，并期待各类公司的参与。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Communications Engineering
论文：A three-electrode dual-power-supply electrochemical pumping system for fast and energy efficient lithium extraction and recovery from solutions
DOI：https://www.nature.com/articles/s44172-024-00174-8
