主要成果
研究チームは、膜形成過程における架橋度を調整することで、リチウムイオン（Li+）とマグネシウムイオン（Mg2+）の分離に必要な極めて狭い範囲内でサブナノメートルサイズの細孔径を制御することに成功しました。この技術を用いた膜は、電気透析条件下において、Mg/Li質量比が140という過酷な条件下で最大6454のLi+/Mg2+分離係数を記録しました。これは、これまで報告されているLi+/Mg2+分離用膜の中で最高の性能であるとしています。
技術・詳細
開発された膜の性能は、合成溶液だけでなく、未処理の天然塩湖かん水を用いた実証試験においても確認されています。天然かん水ではMg/Li質量比が87であり、さらに複数の競合イオンが存在する複雑な組成でしたが、それでも1200以上のLi+/Mg2+分離係数を維持しました。
また、本技術の工業的な実用性を検証するため、25 cm × 35 cm サイズの大型膜を製作し、15日間にわたる連続運転試験を実施しました。その結果、安定した性能が維持されることが確認され、スケールアップおよび実運用への適応性が示されました。
背景・業界の文脈
塩湖かん水からのリチウム抽出において、膜分離技術は競争力のある手法として注目されています。しかし、リチウムと化学的性質が似ているマグネシウムの存在が大きな課題となっており、従来の分離膜ではLi+/Mg2+選択性が低いため、工業的な実装が制限されてきました。リチウムとマグネシウムを効率的に分離するには、イオンのサイズ差を精密に識別できるサブナノメートルレベルの細孔制御が不可欠です。
今後の展望
本研究で示された架橋度による細孔の精密制御戦略は、リチウム回収のみならず、広範な持続可能な分離プロセスにおけるイオン選択性膜の開発に寄与すると期待されています。特に、サブナノメートル細孔を正確に制御する設計手法は、他の希少金属の回収や水処理などの分野への応用が考えられます。
元記事: https://doi.org/10.1038/s41467-026-79061-z
毎週の技術動向レポートを無料でお届け
各分野の分析レポートを読む価値があるかどうか一目で判断できるインフォグラフィックをメールで受け取れます。
📢 メールマガジンに無料登録（週刊・技術動向レポート）
ご登録いただくと、Troy-Technical から週刊で技術動向レポート（メールマガジン）をお届けします。
- 取得したメールアドレス・選択分野は配信目的にのみ使用します。
- 第三者へ提供することはありません。
- 配信はいつでも解除できます（各メール下部のリンクから）。
詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。
登録は1分・いつでも解除できます
