隨著全球向可再生能源轉型加速，鋰資源需求預計到2040年將激增五倍，但傳統提鋰技術效率低、污染重。近日，南京工業大學邢衛紅教授、仲兆祥教授、劉澤賢教授和莫納什大學王煥庭院士合作，在《Nature Reviews Materials》發表重磅評論文章，系統闡述無機固態電解質（ISSEs）作為離子選擇性膜在海水直接提鋰中的革命性潛力。這一技術突破不僅有望解鎖海洋中2300億噸鋰資源的開發，還將為全球綠色能源供應鏈注入新動能。
研究背景：鋰資源危機與海洋提鋰困局
鋰是電池技術的核心材料，但全球陸地鋰礦資源有限且分布不均。目前，約60%的鋰從鹽湖鹵水中提取，工藝依賴長達數月的自然蒸發，效率低且破壞生態。而海洋雖蘊藏巨量鋰資源（濃度僅0.1-0.2 ppm），卻因缺乏高效分離技術長期未被利用。
傳統膜材料（如功能化聚合物、金屬有機框架）雖在實驗室中展現潛力，但面臨選擇性低、穩定性差等瓶頸。例如，聚合物膜易溶脹失效，多孔框架材料難以規模化生產。在此背景下，ISSEs因其獨特的晶體結構和離子傳輸機制成為研究焦點。
技術突破：ISSEs的離子選擇性機制
ISSEs最初用于全固態電池，其晶體結構（如NASICON型、石榴石型）通過以下機制實現鋰離子高效篩選：
1.尺寸效應：ISSEs的離子通道直徑約為1-2 ?（1 ?=0.1納米），僅允許脫水的鋰離子（半徑0.76 ?）通過，而鈉（1.02 ?）、鉀（1.38 ?）等離子需扭曲晶格結構，遷移能壘增加3-5倍。
2.電荷效應：高電荷密度的鎂、鈣等離子與晶格氧原子產生強靜電相互作用，進一步阻礙其擴散。實驗表明，LAGP膜（Li?.?Al?.?Ge?.?(PO?)?）的鋰/鈉選擇性比高達10?，遠超聚合物膜的102水平。
3.動態調控：通過施加電場或構建雙通道結構（如LATP/AEP膜），鋰離子通量可提升至5 mol·m?2·h?1，同時能耗降低40%。
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