日前，南京工業(yè)大學邢衛(wèi)紅、仲兆祥教授團隊等在《自然綜述：材料》發(fā)表評述論文，全面介紹了無機固態(tài)電解質(ISSEs)，并揭示了這類材料的離子分離特性，為高效鋰離子分離膜設計提供了新思路。
高效、綠色的海水提鋰技術被視作科研界難啃的“硬骨頭”。近年來，基于埃級離子通道的膜材料研發(fā)取得顯著進展，但該技術仍面臨穩(wěn)定性不足、規(guī)模化應用受限以及鋰選擇性有待提升等挑戰(zhàn)。
“與新興的離子分離膜材料相比，ISSEs憑借快速的鋰離子傳輸和高離子電導率成為離子分離膜的理想選擇。”仲兆祥介紹說。ISSEs的晶體結構是其選擇性離子傳輸機制的核心。由于ISSEs的晶格孔徑有限，無法容納帶有完整水合殼層的鋰離子，因此鋰離子在通過材料前必須首先脫去外層結合的水分子。脫水后，裸離子穿過晶格，在相互連接的空位和間隙缺陷之間跳躍，形成定義明確的離子通道。“離子通道的尺寸類似‘智能門禁’，與晶格結構相匹配的離子，如鋰離子可‘絲滑通過’，而不匹配的離子則被排除在外，從而實現選擇性離子傳輸。” 仲兆祥說。
目前，該團隊自主研發(fā)的ISSEs已成功應用于海水和鹽湖鹵水的鋰提取實驗，并獲得高純度的鋰產品。未來，ISSEs有望推動綠色鋰資源的大規(guī)模開發(fā)，為新能源汽車、高端制造和新能源產業(yè)提供材料支撐。
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