芝加哥大学Pritzker分子工程学院助理教授刘翀从海水中提取铀和锂，为新能源可持续发展提供创新解决方案铀和锂是核能与电能储存的重要原料，它们虽然在海水中广泛存在，但提取难度高，因此目前依旧以矿石开采作为主要获取方式。实际上，铀并不是海水的主要构成成分，相比是钠、镁、钙等主要离子元素，铀的数量级非常小，占比仅为其（钠、镁、钙等元素）百万分之一，这也增加了铀的提取难度。刘翀告诉《麻省理工科技评论》中国，海水中低浓度元素的提取需要新材料以及新的分离技术。对此她开发了两种电化学方法从海水中提取铀和锂：半波整流交流电化学方法（HW-ACE）提铀和脉冲电化学插层法提锂。如果采用一般恒流恒压电化学方法在水环境中提铀，那么在提取过程中电流效率会全部供给于产氢产氧，相当于在电解水，根本无法提取到铀。采用半波整流电化学方法，通过限制电子传输到电极的时间，在产氢反应发生之前竞争铀的分离时间，完成电化学沉积，从而实现铀的提取过程。半波整流交流电化学方法还能有效减少副反应，提取铀的容量比传统吸附高9倍，动力学速度快4倍。通过半波整流交流电化学方法提取的铀氧化物还需要进行同位素分离，并在后期不断提纯，从而达到核能、电能的元素使用标准。图
NatureEnergy收录了刘翀关于海水中提取铀元素的研究与铀相比，锂元素在海水中较为常见，数量级与钠仅差了几万。锂与钠的化学性质相似，这也造成了锂提取过程中与钠竞争的复杂性。此前业内有通过电化学方法从盐湖中提取锂的案例，但刘翀在浓度更低的海水中做锂提取还是首次。为了抑制与化学上相似钠离子的竞争，刘翀开创了脉冲电化学插层法提锂。该方法中的静止时间允许离子重新分布，而反向电流能去除了晶格中的钠，极大改善了电极材料的选择性和稳定性。图
刘翀发表的《用电化学方式在海水中提锂》研究被收录在Joule期刊中这两项工作实现了从海水直接以固体形态提取铀和锂，为以新能源为驱动力的可持续资源开发提供了创新解决方案。同时，这两项研究开创了一个全新的领域，为电化学在海水采矿领域的应用及发展奠定了基石。抓住关键“电子”，用电化学技术改造传统化工产业“不再把电子当作能量的介质，同时把电子作为合成的原料。”这是刘翀在电化学海水采矿实验中的收获。她认为：“从可持续发展的要求来看，风能、太阳能等自然能源会成为未来主力，但是这一类清洁能源我们无法真正抓住它，但我们能抓住中间的‘电子’，用电化学的方式改造传统化工生产工艺。”目前电化学在能源领域的尝试也有很多，包括电化学开采、电催化合成，刘翀认为电化学领域的研究也是未来行业发展的必要方向。化工产业与环境问题、未来可持续发展息息相关。“如果电化学技术能够应用到更广泛的物质元素提取中，取代一部分现有资源获取方式，将能够极大缓解环境的压力。”刘翀补充道。目前的两项电化学海水元素提取技术研究还只是个开端，真正能够落地实践还要面临很多挑战。“我们将针对更多的元素设计材料以及电化学方法。为电化学海水采矿设计一个新的流水线，最大化的利用海水中的矿物资源。”刘翀认为，未来5-10年通过电化学在海水采矿领域将会有很大的改进。创新可见光饮用水杀菌技术，20分钟可灭99.99%细菌基于对环境和可持续发展的长久
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