日前，南京工业大学邢卫红、仲兆祥教授团队等在《自然综述：材料》发表评述论文，全面介绍了无机固态电解质(ISSEs)，并揭示了这类材料的离子分离特性，为高效锂离子分离膜设计提供了新思路。
高效、绿色的海水提锂技术被视作科研界难啃的“硬骨头”。近年来，基于埃级离子通道的膜材料研发取得显著进展，但该技术仍面临稳定性不足、规模化应用受限以及锂选择性有待提升等挑战。
“与新兴的离子分离膜材料相比，ISSEs凭借快速的锂离子传输和高离子电导率成为离子分离膜的理想选择。”仲兆祥介绍说。ISSEs的晶体结构是其选择性离子传输机制的核心。由于ISSEs的晶格孔径有限，无法容纳带有完整水合壳层的锂离子，因此锂离子在通过材料前必须首先脱去外层结合的水分子。脱水后，裸离子穿过晶格，在相互连接的空位和间隙缺陷之间跳跃，形成定义明确的离子通道。“离子通道的尺寸类似‘智能门禁’，与晶格结构相匹配的离子，如锂离子可‘丝滑通过’，而不匹配的离子则被排除在外，从而实现选择性离子传输。” 仲兆祥说。
目前，该团队自主研发的ISSEs已成功应用于海水和盐湖卤水的锂提取实验，并获得高纯度的锂产品。未来，ISSEs有望推动绿色锂资源的大规模开发，为新能源汽车、高端制造和新能源产业提供材料支撑。