随着全球向可再生能源转型加速，锂资源需求预计到2040年将激增五倍，但传统提锂技术效率低、污染重。近日，南京工业大学邢卫红教授、仲兆祥教授、刘泽贤教授和莫纳什大学王焕庭院士合作，在《Nature Reviews Materials》发表重磅评论文章，系统阐述无机固态电解质（ISSEs）作为离子选择性膜在海水直接提锂中的革命性潜力。这一技术突破不仅有望解锁海洋中2300亿吨锂资源的开发，还将为全球绿色能源供应链注入新动能。
研究背景：锂资源危机与海洋提锂困局
锂是电池技术的核心材料，但全球陆地锂矿资源有限且分布不均。目前，约60%的锂从盐湖卤水中提取，工艺依赖长达数月的自然蒸发，效率低且破坏生态。而海洋虽蕴藏巨量锂资源（浓度仅0.1-0.2 ppm），却因缺乏高效分离技术长期未被利用。
传统膜材料（如功能化聚合物、金属有机框架）虽在实验室中展现潜力，但面临选择性低、稳定性差等瓶颈。例如，聚合物膜易溶胀失效，多孔框架材料难以规模化生产。在此背景下，ISSEs因其独特的晶体结构和离子传输机制成为研究焦点。
技术突破：ISSEs的离子选择性机制
ISSEs最初用于全固态电池，其晶体结构（如NASICON型、石榴石型）通过以下机制实现锂离子高效筛选：
1.尺寸效应：ISSEs的离子通道直径约为1-2 Å（1 Å=0.1纳米），仅允许脱水的锂离子（半径0.76 Å）通过，而钠（1.02 Å）、钾（1.38 Å）等离子需扭曲晶格结构，迁移能垒增加3-5倍。
2.电荷效应：高电荷密度的镁、钙等离子与晶格氧原子产生强静电相互作用，进一步阻碍其扩散。实验表明，LAGP膜（Li₁.₅Al₀.₅Ge₁.₅(PO₄)₃）的锂/钠选择性比高达10⁴，远超聚合物膜的10²水平。
3.动态调控：通过施加电场或构建双通道结构（如LATP/AEP膜），锂离子通量可提升至5 mol·m⁻²·h⁻¹，同时能耗降低40%。
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