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Ocean Mining: A Fluidic Electrochemical Route for Lithium Extraction from Seawater
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-11-13 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.0c00385 Juezhi Yu 1 , Daliang Fang 1 , Hang Zhang 1 , Zhi Yi Leong 1 , Jingtao Zhang 1 , Xiaoxia Li 1 , Hui Ying Yang 1
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-11-13 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.0c00385 Juezhi Yu 1 , Daliang Fang 1 , Hang Zhang 1 , Zhi Yi Leong 1 , Jingtao Zhang 1 , Xiaoxia Li 1 , Hui Ying Yang 1
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Mining lithium from the ocean has long been impeded by the lack of suitable lithium extracting technology. So far, adsorption and electrochemical strategies have been investigated. However, application of the adsorption method was limited by low adsorption rate and dissolution of adsorbent. In addition, experiments using the electrochemical method were either confined to lithium-enriched brine or performed in static electrochemical cell, which requires replacement of electrode. Herein, we report a fluidic electrochemical extraction (FEE) route for lithium extraction from seawater. This FEE system consists of an oxygen evolution cathode, a MnO2 working electrode, and an oxygen reduction anode. In operation, a voltage was applied on the cells to force Li+ to enter into MnO2 and release it as LiOH raw material. By virtue of the flow architecture, we have successfully extracted lithium from seawater with 7.0 ppm Li+. The highest absorption capacity reaches up to 20.6 mg Li+ per 1.0 g MnO2 for 0.8 h, corresponding to an electrical energy consumption of 7.2 Wh for extracting 1.0 g Li+. The fluidic electrochemical strategy developed in this study provides a remarkably effective method for lithium extraction from seawater and can be extended to extract other metal ions from the ocean or even in other fluids.
中文翻译：
海洋采矿：从海水中提取锂的流体电化学路线
长期以来，由于缺乏合适的锂提取技术，阻碍了从海洋中提取锂。到目前为止，已经研究了吸附和电化学策略。但是，吸附方法的应用受到低吸附速率和吸附剂溶解的限制。另外，使用电化学方法的实验要么局限于富锂盐水，要么在需要更换电极的静态电化学电池中进行。在这里，我们报告了从海水中提取锂的流体电化学萃取（FEE）路线。该FEE系统由一个放氧阴极，一个MnO 2工作电极和一个氧还原阳极组成。在操作中，在电池上施加电压以迫使Li +进入MnO 2并将其作为LiOH原料释放。通过流动结构，我们已经成功地从海水中提取了7.0 ppm Li +的锂。在1.0小时内，每1.0 g MnO 2的最高吸收容量达到20.6 mg Li +，相当于提取1.0 g Li +的电能消耗为7.2 Wh 。在这项研究中开发的流体电化学策略为从海水中提取锂提供了一种非常有效的方法，并且可以扩展为从海洋甚至其他流体中提取其他金属离子。
更新日期：2020-12-07
中文翻译：
海洋采矿：从海水中提取锂的流体电化学路线
长期以来，由于缺乏合适的锂提取技术，阻碍了从海洋中提取锂。到目前为止，已经研究了吸附和电化学策略。但是，吸附方法的应用受到低吸附速率和吸附剂溶解的限制。另外，使用电化学方法的实验要么局限于富锂盐水，要么在需要更换电极的静态电化学电池中进行。在这里，我们报告了从海水中提取锂的流体电化学萃取（FEE）路线。该FEE系统由一个放氧阴极，一个MnO 2工作电极和一个氧还原阳极组成。在操作中，在电池上施加电压以迫使Li +进入MnO 2并将其作为LiOH原料释放。通过流动结构，我们已经成功地从海水中提取了7.0 ppm Li +的锂。在1.0小时内，每1.0 g MnO 2的最高吸收容量达到20.6 mg Li +，相当于提取1.0 g Li +的电能消耗为7.2 Wh 。在这项研究中开发的流体电化学策略为从海水中提取锂提供了一种非常有效的方法，并且可以扩展为从海洋甚至其他流体中提取其他金属离子。
京公网安备 11010802027423号