7月29日，根据《日经产业新闻》报道，日本本土初创公司LiSTie正联合量子科学技术研究开发机构(QST)开发锂同位素(?Li)的纯化技术。

一、?Li的功能及传统制备方法

?Li是一种重要的稳定同位素，主要用于核工业(如氚生产)和科研领域。在核聚变反应中，?Li可以作为氚增殖剂，通过与中子发生反应生成氚，继而维持核聚变反应的进行。同时，与中子反应时还会释放出大量的能量，这些能量如果能够有效的转换成热能，也能大大提高发电的效率。

但是，在自然界中，?Li的天然丰度仅为7.5%，剩下的92.5%是?Li。?Li的传统制备方法包括了传统化学交换法(COLEX法)、激光同位素分离法(LIS)、电解法等等。

今年3月，美国德克萨斯农工大学联合瑞士苏黎世联邦理工学院提出了一种基于一维隧道结构ζ-V?O?的电化学?Li同位素富集方法(德克萨斯农工大学科研团队成功以电化学技术分离?Li，有效改善COLEX制备工艺缺陷)，成功分离出不到一克的?Li，并通过研究证明可以通过多级循环(如45次循环)，将?Li纯度可提升至90%，从而满足核反应堆需求。

二、LiSTie公司介绍

LiSTie株式会社(リスティー)，成立于2023年7月，主要从事研发、制造及销售高效锂回收技术设备“LiSMIC Unit”，能够从工业废水、锂离子电池回收、盐湖、矿石、海水等各种锂源中单次回收纯度达99.99%的超高纯锂(仅通过一层膜)，从而能够以低成本稳定地提供锂。

2024年7月，LiSTie在种子轮融资中筹集到1.5亿日元。此外，该公司还在日本文部科学省(MEXT)中小企业创新促进项目(Small /Startup Business Innovation Research，SBIR)的 "核聚变示范反应堆技术示范"项目中获得了最高补助金额15亿日元的资格。

三、LiSTie采用的提纯技术

LiSTie采用的?Li制备方法，是一种基于固态电解质陶瓷膜(LLT)的锂同位素电化学分离技术。 该方法利用锂同位素(?Li和?Li )在特定固体电解质陶瓷膜 中的离子传导速率差异 实现分离，基本原理和步骤是：

1.陶瓷膜的选择

LiSTie使用的是镧-锂-钛氧化物(LLT)陶瓷膜 ，作为水电解装置中的离子交换膜。普通电解过程中氢离子等可透过膜，但LLT陶瓷膜仅允许锂离子(Li?)通过 ，且不同锂同位素在膜中的迁移速度不同。

2.同位素传导差异

由于?Li质量较轻，其在固体电解质中的 电化学迁移速率比?Li更快 。当电流通过电解装置时，?Li 离子会优先透过陶瓷膜向阴极富集，从而实现两种同位素的分离。

3.电解驱动富集

通过施加电流，锂离子在电场作用下定向迁移。单次膜过滤即可实现 99.99% 纯度的锂回收 (用于锂电池回收)，而通过多级串联陶瓷膜(如约100层)，可进一步将?Li 的纯度从天然丰度(7.6%)提升至核聚变所需的不低于90%目标纯度。

QST创新战略部负责人kaori takagi表示：“同位素分离和提纯是核聚变发电的必需技术。我们希望通过锂电池回收让这项技术变得更加成熟，从而为提高日本的能源自给率做出应有贡献，QST将与初创企业将携手推进这项事业。”