バッテリー革命に必要なリチウムが湖から採取可能であることを示唆(Lithium needed for the battery revolution could be harvested from lakes)

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2025-03-12 インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)

インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究チームは、塩湖の塩水や地熱塩水などの塩水源から効率的にリチウムを抽出する革新的な膜技術を開発しました。従来のリチウム抽出法は数ヶ月を要し、大量の水と化学物質を使用するため、温室効果ガスの排出が問題視されていました。今回開発された膜は、微細な孔を通じてリチウムを選択的に分離するもので、特に「固有の微細孔を持つポリマー(PIMs)」を使用しています。この膜をエレクトロダイアライシス装置に組み込むことで、リチウムイオンを効率的に抽出し、高純度の電池級炭酸リチウムを得ることが可能となりました。さらに、これらのポリマーは一般的な溶媒に溶解し、既存の工業技術で大量生産が可能であるため、実用化への道が開かれています。現在、インペリアル・カレッジはこの技術の特許を申請中で、商業化に向けたパートナー企業との協力を模索しています。この技術は、エネルギー貯蔵や水の浄化、循環型経済における重要な材料の回収など、さまざまな分野での応用が期待されています。

<関連情報>

持続可能なリチウム抽出のための親水性サブナノメートル細孔を有する溶液加工可能な高分子膜 Solution-processable polymer membranes with hydrophilic subnanometre pores for sustainable lithium extraction

Dingchang Yang,Yijie Yang,Toby Wong,Sunshine Iguodala,Anqi Wang,Louie Lovell,Fabrizia Foglia,Peter Fouquet,Charlotte Breakwell,Zhiyu Fan,Yanlin Wang,Melanie M. Britton,Daryl R. Williams,Nilay Shah,Tongwen Xu,Neil B. McKeown,Maria-Magdalena Titirici,Kim E. Jelfs & Qilei Song
Nature Water  Published:12 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s44221-025-00398-8

バッテリー革命に必要なリチウムが湖から採取可能であることを示唆(Lithium needed for the battery revolution could be harvested from lakes)

Abstract

Membrane-based separation processes hold great promise for sustainable extraction of lithium from brines for the rapidly expanding electric vehicle industry and renewable energy storage. However, it remains challenging to develop high-selectivity membranes that can be upscaled for industrial processes. Here we report solution-processable polymer membranes with subnanometre pores with excellent ion separation selectivity in electrodialysis processes for lithium extraction. Polymers of intrinsic microporosity incorporated with hydrophilic functional groups enable fast transport of monovalent alkali cations (Li+, Na+ and K+) while rejecting relatively larger divalent ions such as Mg2+. The polymer of intrinsic microporosity membranes surpasses the performance of most existing membrane materials. Furthermore, the membranes were scaled up and integrated into an electrodialysis stack, demonstrating excellent selectivity in simulated salt-lake brines. This work will inspire the development of selective membranes for a wide range of sustainable separation processes critical for resource recovery and a global circular economy.

0505化学装置及び設備
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