一維 (1D) 橄欖石磷酸鐵 (FePO4) 被廣泛用于從稀水源中電化學(xué)提取鋰 (Li)，然而，對(duì)于具有不同物理屬性的粒子，觀察到鋰選擇性存在顯著差異。了解粒子特征如何影響鋰和鈉 (Na) 共嵌對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和提高鋰選擇性至關(guān)重要。
近日，芝加哥大學(xué)Chong Liu研究了一系列具有各種特征的 FePO4 粒子，并揭示了利用鋰化和鈉化之間的動(dòng)力學(xué)和化學(xué)機(jī)械勢(shì)壘差異來提高選擇性的重要性。
文章要點(diǎn)
1）FePO4的熱力學(xué)偏好提供了選擇性的基線，而顆粒特性是導(dǎo)致不同的動(dòng)力學(xué)路徑和勢(shì)壘的關(guān)鍵，導(dǎo)致Li對(duì)Na的選擇性從6.2×102到2.3×104不等。重要的是，研究人員根據(jù)FePO4粒子在鋰化和鹽化過程中的明顯成對(duì)相演化將FePO4粒子分為兩類，并繪制了Li擇優(yōu)、形貌特征和電化學(xué)性質(zhì)之間的定量關(guān)聯(lián)圖。
2）通過選擇具有特定特征的FePO4粒子，研究人員實(shí)現(xiàn)了從高Li源(1：100 Li：Na)中快速提取Li(636 mA/g)，純度(96.6±0.2)%，從低Li源(1：1000 Li：Na)中一步高選擇性(2.3×104)，純度(95.8±0.3)%。
參考文獻(xiàn)
Yan, G., Wei, J., Apodaca, E. et al. Identifying critical features of iron phosphate particle for lithium preference. Nat Commun 15, 4859 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-49191-3
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49191-3
