Extraction of lithium with functionalized lithium ion-sieves
2017-01-31
org.kosen.entty.User@6ab5a30b
어용선(uhyoung)
행사&학회소개
1. Introduction
2. Lithium Ion-Sieve(LIS) effect
3. LISs overview
3.1. Lithium Manganese Oxides-type (LMO-type) LISs
3.2. Lithium Titanium Oxides-type (LTO-type) LISs
4. Lithium intercalation/de-intercalation mechanisms
4.1. In spinel structures
4.2. In layered structures
5. Preparation methods of LIS precursors
5.1. Solid-phase synthesis methods
5.2. Soft-chemical synthesis methods
6. Batteries for lithium recovery from aqueous solution
6.1. λ-MnO2 ？ Pt battery
6.2. λ-MnO2 ？ Ag battery
6.3. The electrostatic-assisted lithium desorption process
6.4. Outlook of the electrochemical method for recovering lithium
7. Forming of LISs for industrial applications
7.1. Granulation
7.2. Foaming
7.3. Membrane formation
7.4. Fiber formation and magnetization
8. Concluding remarks
2. Lithium Ion-Sieve(LIS) effect
3. LISs overview
3.1. Lithium Manganese Oxides-type (LMO-type) LISs
3.2. Lithium Titanium Oxides-type (LTO-type) LISs
4. Lithium intercalation/de-intercalation mechanisms
4.1. In spinel structures
4.2. In layered structures
5. Preparation methods of LIS precursors
5.1. Solid-phase synthesis methods
5.2. Soft-chemical synthesis methods
6. Batteries for lithium recovery from aqueous solution
6.1. λ-MnO2 ？ Pt battery
6.2. λ-MnO2 ？ Ag battery
6.3. The electrostatic-assisted lithium desorption process
6.4. Outlook of the electrochemical method for recovering lithium
7. Forming of LISs for industrial applications
7.1. Granulation
7.2. Foaming
7.3. Membrane formation
7.4. Fiber formation and magnetization
8. Concluding remarks
보고서작성신청
최근에 리튬 전지 기술 발전과 더불어 리튬 수요가 급격히 상승하고, 리튬 광물자원은 넉넉하지 않기 때문에 바닷물이나 염수 호수와 같은 수용성 리튬 자원을 활용하려는 연구가 진행되고 있다.
이러한 수용성 자원에는 리튬의 농도가 매우 낮다. 예로 바닷물에서 리튬의 농도는 0.18ppm 정도이고 다른 알칼리족 및 알칼리 토족 금속 이온이 훨씬 많이 포함되어 있어서 이들로부터 리튬을 분리하여야 한다, 고전적인 방법으로는 용해도 차이를 이용한 증발/농축, 분별 결정, 공침법, 용매추출 방법 등이 있지만 복잡하고 긴 공정 때문에 경제성이 크지 않다.
최근에 많이 연구되고 있는 방법으로서는 리튬 이온-체(Lithium Ion-Sieve, LIS) 방법이 있다.
LIS의 예를 보면, 스핀넬 구조에서 사면체 구조에 존재하는 A 금속원자 위치에 들어 갈 수 있는 양이온은 크기가 제한되어 특정한 크기와 같거나 작은 것만 들어갈 수 있으므로 팔면체 구조에 존재하는 B 금속원자를 잘 선택하면 리튬만 선택적으로 들어가게 만들 수 있다. 이러한 것에는 리튬-망간-산화물 스핀넬, 리튬-타이타늄-산화물 스핀넬 시스템 등이 있다. 리튬보다 크기가 작은 수소이온을 넣어 리튬을 회수하고 다시 리튬을 흡착시키는 방법으로 쉽게 재사용할 수 있다. 물론 스펜넬 구조이외의 이와 유사한 층상 물질 등도 있다.
LIS 방법은 리튬의 담지량이 크고, 다른 금속이온이 같이 존재할 때 리튬에 대한 선택도가 매우 높으며, 재사용이 용이한 장점이 있다. 실제 사용에서는 구조내로 리튬이 들어가는 속도가 매우 느리고, 망간 산화물과 같은 것은 물에 녹으면 환경문제가 발생할 수 있는 점 등 해결할 점들이 많다.
이 총설에서는 LIS에서 흡착/탈착 메커니즘, LIS에서 사용할 수 있는 물질들의 구조와 합성 방법, 다른 금속을 도핑한 용해도 문제의 완화, 전기화학적 방법을 결합한 흡착속도의 향상 등과 함께 실제 사용에 필요한 LIS 물질들의 성형방법 등에 대하여도 기술하고 있다.
이러한 수용성 자원에는 리튬의 농도가 매우 낮다. 예로 바닷물에서 리튬의 농도는 0.18ppm 정도이고 다른 알칼리족 및 알칼리 토족 금속 이온이 훨씬 많이 포함되어 있어서 이들로부터 리튬을 분리하여야 한다, 고전적인 방법으로는 용해도 차이를 이용한 증발/농축, 분별 결정, 공침법, 용매추출 방법 등이 있지만 복잡하고 긴 공정 때문에 경제성이 크지 않다.
최근에 많이 연구되고 있는 방법으로서는 리튬 이온-체(Lithium Ion-Sieve, LIS) 방법이 있다.
LIS의 예를 보면, 스핀넬 구조에서 사면체 구조에 존재하는 A 금속원자 위치에 들어 갈 수 있는 양이온은 크기가 제한되어 특정한 크기와 같거나 작은 것만 들어갈 수 있으므로 팔면체 구조에 존재하는 B 금속원자를 잘 선택하면 리튬만 선택적으로 들어가게 만들 수 있다. 이러한 것에는 리튬-망간-산화물 스핀넬, 리튬-타이타늄-산화물 스핀넬 시스템 등이 있다. 리튬보다 크기가 작은 수소이온을 넣어 리튬을 회수하고 다시 리튬을 흡착시키는 방법으로 쉽게 재사용할 수 있다. 물론 스펜넬 구조이외의 이와 유사한 층상 물질 등도 있다.
LIS 방법은 리튬의 담지량이 크고, 다른 금속이온이 같이 존재할 때 리튬에 대한 선택도가 매우 높으며, 재사용이 용이한 장점이 있다. 실제 사용에서는 구조내로 리튬이 들어가는 속도가 매우 느리고, 망간 산화물과 같은 것은 물에 녹으면 환경문제가 발생할 수 있는 점 등 해결할 점들이 많다.
이 총설에서는 LIS에서 흡착/탈착 메커니즘, LIS에서 사용할 수 있는 물질들의 구조와 합성 방법, 다른 금속을 도핑한 용해도 문제의 완화, 전기화학적 방법을 결합한 흡착속도의 향상 등과 함께 실제 사용에 필요한 LIS 물질들의 성형방법 등에 대하여도 기술하고 있다.