第一作者：Zhen Li (李震 博士) 通讯作者：Zhiping Lai (赖志平 教授) 通讯单位：King Abdullah University of Science and Technology(阿卜杜拉国王科技大学) 背景介绍 二十一世纪人类面临的十四个全球性问题中，排名第2、3、8位的分别为环境问题、资源短缺问题和能源安全问题。海洋是一个庞大的资源储藏库，采用绿色工艺从海水中提取各类紧缺元素已成为当下的热门研究领域。近年来由于电气设备和新能源汽车对锂离子电池需求的急剧增长，使得陆地上的锂矿资源逐渐变得捉襟见肘。海洋中蕴藏的丰富锂资源开始进入人们的视线，并被认为是保障未来锂资源供应的终极解决方案。但是，海洋中锂离子的浓度极低(仅0.2 ppm左右)，从海水中提取锂非常困难。膜过程是最节能的分离方法之一。 在很多重要的工业分离过程中， 比如海水淡化，膜过程可以节省高达 90% 的能耗。此外，膜工艺还具有易于放大，占地面积小，可连续化生产、和零排放等优点。赖志平教授及其团队利用锂镧钛氧型钙钛矿材料对锂离子的高效传输和专一选择性，设计了一个电驱动的连续化膜过程，成功的把海水中的锂离子浓度提升了4万倍。通过和传统的沉淀法结合，可以经济有效的从海水中提取锂。 本文亮点 1)提出了一种电驱动的连续化膜分离过程，借助锂镧钛氧型钙钛矿材料对锂的高效传输和专一的离子筛分效应将海水中的低浓度锂从众多干扰离子中筛分出来。 2)把海水提锂过程与氯碱过程耦合，实现了对电能的综合利用，同步完成了提锂、产氯和绿色产氢。 图文解析 赖志平教授和他的团队设计了一个具有三隔室结构的电驱动提锂装置。海水从中间隔室进入。以往的报道往往将阳极直接插入海水。但该装置使用阴离子交换膜隔离出一个充满饱和氯化钠溶液的阳极室。这不仅有效降低了析氯电位，还可以利用同离子效应抑制氯气的溶解，从而防止氯气溶于海水而造成海洋污染和产物损失。阴极室使用特制的玻璃态锂镧钛氧型钙钛矿无机膜与海水隔开。二氧化碳通过铜中空纤维膜分散进入阴极室。同时磷酸作为辅助溶液和二氧化碳共同形成一个微酸的缓冲溶液以控制阴极室的pH值。一个微酸的环境不但有利于析氢，还可以保护钙钛矿无机膜的稳定运行。
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