Type de la demande
Brevet PCT
(10) Numéro et date d'enregistrement
13060 2025.12.30
(180) Date d'expiration
2043.09.01
(20) Numéro et date de dépot
DZ P/2025/000308 2023.09.01
(40) Numéro et date de publication
(86) PCT Numéro et date de dépoôt
(85) Date d'entrée en phase Nationale
2025.04.09
(30) Détails de la priorité
EP 22195067.8
2022.09.12
(72) Inventeur
(FR) LÖFFLER, Frank : Theodor-Storm-Strasse 14 64646 Heppenheim (DE)
(FR) GORMAN, Elisabeth : Im Boeken 2 45721 Haltern am See (DE)
(FR) KLINK-TRAN, Huong : Sonnige Au 3 68163 Mannheim (DE)
(FR) STADTMÜLLER, Tobias : Kettelerstraße 3 63500 Seligenstadt (DE)
(FR) STENNER, Patrik : Martin-Luther-King-Str. 22b 63452 Hanau (DE)
(FR) ARNDT, Sebastian : An der Schleuse 16 65462 Ginsheim Gustavsburg (DE)
(FR) DECKER, Nicole : Kettelerstraße 14 44803 Bochum (DE)
(FR) HYING, Christian; : Brukterer Str. 3 46414 Rhede (DE)
(FR) ANTONI, Jessica : Lerchenweg 69 61130 Nidderau (DE)
(FR) JURETZKA, Sabrina : Dielmannstrasse 20 60599 Frankfurt am Main (DE)
(FR) DAHLHUES, Meike : Merkelheider Weg 28 45772 Marl (DE)
(74) Nom du représentant
(FR) Boukrami Djamel : Centre Commercial et d'Affaires El Qods, 10éme Etage, Bu 10-04B, Chéraga 16002, Alger Algérie
(54) intituler
(FR) PRODUCTION D'HYDROGÈNE ET D'HYDROXYDE DE LITHIUM DANS UN ENVIRONNEMENT BASIQUE
(57) Abrégé
(FR)

 La présente invention concerne la production électrochimique d'hydrogène et d'hydroxyde de lithium à partir d'eau contenant du Li+ en utilisant une membrane en LiSICon. Le problème abordé par la présente invention est de spécifier un processus qui peut fonctionner de manière économique même à une échelle industrielle. Le processus doit en particulier présenter une efficacité énergétique élevée et assurer une longue durée de vie de la membrane même lorsque la charge employée contient des impuretés nocives pour les matériaux en LiSICon. Un aspect particulier du processus est que la cellule sépare le lithium par l'intermédiaire de la membrane et effectue l'électrolyse de l'eau de manière simultanée. Un aspect essentiel du processus est que le processus électrochimique est effectué dans un environnement basique, plus précisément à un pH de 9 à 13. Le pH est ajusté en ajoutant un composé basique à la charge.

Type de document Date Action
Nom de l'événementDateSatut

2110. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie suivante (LAGTSP) : lii + x où : 0

43. un procédé selon la revendication 2, dans lequel le composé basique est ca (OH) 2.

98. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie suivante (LATP) : lii + xAlxTi2-x (PO4) 3 où : 0,1

19Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que l'élément électrochimique cellule et l'appareil de séparation est prévu au même emplacement.

54. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3,'il est à 25°C, le pH de l'intermédiaire mesuré par l'électrode en verre est compris entre 9 et 12.

11Procédé selon l'une des revendications précédentes 1 à 18, caractérisé en ce que à partir de la source de tension électrique change périodiquement dans le temps.

20Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que dans l'étape n) séparer l'hydroxyde de lithium du milieu de travail riche à l'aide de l'appareil de séparation; le milieu de travail bas est obtenu, de sorte que l'étape b) la fourniture d'un milieu de travail bas contenant de l'eau et de l'hydroxyde de lithium dissous dans celui-ci, dans lequel la concentration d'hydroxyde de lithium dans au moins 50% en poids, sur la base du poids total du milieu de travail bas, du milieu de travail bas CMO. ppm; à l'aide de l'appareil de séparation.

1513. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie (LLTO) suivante : li3 xla (2/3)-xQ (1/3) -2 xTiO3 dans lequel ce qui suit s'applique : 0 ^ x < 0,16. procédé selon l'une des revendications précédentes, avec les étapes supplémentaires : m) fournir un appareil de séparation; n) séparer l'hydroxyde de lithium du milieu de travail riche à l'aide de l'appareil de séparation.

711. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie suivante (LAGTP) : lini4al4 (gei-xTix) i 6 (PÜ4) 3 où : 0

2Procédé selon la revendication 20, dans lequel la forme d'onde est rectangulaire, à savoir formée par une première partie d'arbre dans lequel la tension est commutée avec une valeur constante et une seconde section d'arbre qui suit la première section d'arbre dans lequel la longueur de la première partie d'arbre est i, dans lequel la longueur de la première partie d'arbre est i, dans lequel la longueur du premier deuxième et où xi = i/) * (2 avec 3 < i/) < 7.

32. procédé selon la revendication 1, dans lequel le composé basique est choisi dans le groupe constitué par ca OH) 2, KOH, naoh, lioh, NH4OH.

189. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie suivante (LATSP) : lil + x + yAlxTi2-xSiyP3-yOl2 où : 0,1

13procédé selon l'une des revendications 1 à 17, e la production d'hydrogène et d'hydroxyde de lithium a lieu simultanément.

165. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans les anions contenant des aliments sont choisis dans le groupe constitué par le sulfate, le carbonate, l'hydroxyde, le chlorure, le fluorure.

6Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les deux dans premièrement et dans le deuxième compartiment un pH de 9 à 13 prévaut pH mesuré à 25°C avec une électrode en verre.

14procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu' au moins la cellule électrochimique fonctionne en continu.

171. procédé de préparation d'hydrogène et d'hydroxyde de lithium, comprenant les étapes suivantes : a) fournir une charge contenant au moins de l'eau, des cations li, des anions et des impuretés dans lequel la concentration de cations li dans la charge CF est d'au moins 200%. ppm ou entre 500% en poids. ppm et 140 000% en poids. ppm, sur la base dans chaque cas du poids total de l'alimentation, le poids étant de 25°C au moyen d'une électrode en verre, le pH de l'alimentation est compris entre 2 et 9 b) la fourniture d'un milieu de travail bas contenant de l'eau et de l'hydroxyde de lithium dissous dans celui-ci, dans lequel la concentration d'hydroxyde de lithium dans au moins 50% en poids, sur la base du poids total du milieu de travail bas, du milieu de travail bas CMO. ppm; c) fournir un composé basique; d) la fourniture d'au moins une cellule électrochimique, dans lequel la cellule électrochimique présente les caractéristiques suivantes : i la cellule électrochimique comprend un premier compartiment dans lequel une anode est agencée; ii la cellule électrochimique comprend un second compartiment dans lequel une cathode est agencée; deuxième iii la cellule électrochimique comprend une membrane qui a le premier compartiment d'un compartiment, dans lequel la membrane a la zone a; iv la membrane contient un matériau inorganique qui a une conductivité pour les ions li et qui est électriquement isolant; e) fournir au moins une source de tension électrique qui est connectée par l'intermédiaire d'une première machine électrique ligne à l'anode et par l'intermédiaire d'une deuxième ligne électrique à la cathode; f) le dosage du composé basique sur l'alimentation, de sorte qu'un intermédiaire est obtenu, dans lequel l'intermédiaire est obtenu au moyen d'une électrode en verre dans le cas où 25°C, le pH de l'intermédiaire est compris entre 9 et 13, g) appliquer l'intermédiaire au premier compartiment; h) appliquer le milieu de travail bas au deuxième compartiment; i) soumettre la cellule électrochimique à une tension électrique u, qui est liée à la source de tension électrique, de telle manière que courant électrique/entre anode et cathode, dans lequel le quotient q à partir de l'intensité de courant du courant électrique/et la surface a de la membrane est comprise entre 100 A/mz et 500 A/m 2 ou entre 150 A/m2 et 350 A/m2; j) soutirer de l'eau usée contenant au moins de l'eau, des sels de Li dissous dans celle-ci de l'oxygène et des impuretés du premier compartiment, dans lequel concentration d'ions li dans l'eau usée cw et le poids total des eaux usées est inférieur à la concentration d'ions li dans le CF d'alimentation; k) retirer un milieu de travail riche contenant de l'eau et de l'hydroxyde de lithium et de l'hydrogène du un deuxième compartiment, dans lequel la concentration d'hydroxyde de lithium dans le milieu de travail riche CMI, sur la base du poids total du milieu de travail riche, est supérieur à celui la concentration d'hydroxyde de lithium dans le milieu de travail pauvre CMO.

126. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les impuretés d'alimentation sont présentes dans forme de composés choisis dans le groupe constitué par b, na, mg, AI, si, k, ca mn, fe, co, ni, cu, c.

107. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau inorganique contenu dans la membrane est l'un de celui décrit ici procédé " spectroscopie d'impédance ", conductivité spécifique pour ions li a, qui est à une température de 23°C est au moins 1 * 10− 5 s/m ou au moins 5 * 10− 5 s/M ou au moins 10 * 10' 5 s/m et un maximum de 100 * 10' 5 s/m.

1procédé selon la revendication 19 ou 20 ou 21, e la polarité de la tension électrique est maintenue.

812. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que matériau est un composé de la stoechiométrie suivante (LAGP) : lii + xAlxGe2-x (PÜ4) 3 dans lequel ce qui suit s'applique : x = 0 ou x = 0,2 ou x = 0,4.

22Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la tension électrique liée à la source de tension électrique change le temps, la forme d'onde étant sélectionné dans le groupe constitué des formes d'onde suivantes sinus, rectangle, triangle, dent de scie.