Lithium Harvesting from the Most Abundant Primary and Secondary Sources: a comparative Study on Conventional and Membrane Technologies

Figure 14. 
Schematic diagram of the test for ion conductivity [106]. 
Bipolar Membranes 
Some cases of membrane adaption have led to the use of bipolar membranes to sep-
arate the acids and bases from a mixture. This has been advantageously applied to lithium 
extraction due to the aqueous nature of the feed solution [107]. By conjunction with bipo-
lar membranes and ion-exchange membranes, Li is efficiently separated from existing co-
ions as well as effectively separating boron in the same manner (Figure 15) [95]. 
Figure 15. 
Schematic Diagram of Bipolar and Ion
−
exchange Membrane for Lithium and Boron Har-
vesting [95]. 
Hwang et al. designed an enhanced bipolar membrane electro-dialysis (BEDI) to re-
cover lithium ions from lithium manganese oxide (LMO) [108]. Three types of bipolar 
membranes modules were designed; bipolar membrane modules with 2 sheets, 3 sheets, 
and 4 sheets. The conditions for optimal lithium recovery such as pH, voltage and flow 
rates were evaluated. The authors revealed that at the optimum conditions when the num-
ber of bipolar membrane sheets was 4, under a pH lower than 4, a voltage of 6.5 V and a 
flow rate of 0.44 mL cm
−
2
min
−
1
, the desorption efficiency of lithium was approximately 
Figure 14.
Schematic diagram of the test for ion conductivity [
106
].

---

Membranes
2022
,
12
, 373
17 of 29
Bipolar Membranes
Some cases of membrane adaption have led to the use of bipolar membranes to
separate the acids and bases from a mixture. This has been advantageously applied to
lithium extraction due to the aqueous nature of the feed solution [
107
]. By conjunction with
bipolar membranes and ion-exchange membranes, Li is efficiently separated from existing
co-ions as well as effectively separating boron in the same manner (Figure
15
) [
95
].
Membranes 
2022
,
 12
, x 
17 of 29 
showed highest selectivity for Li
+
(Li
+
/Mg
2+
> 4) with a diffusion coefficient of 2.0 × 10
−
10
cm
2
s
−
1
. The pore size and sulfonation of MOFs play important roles in the separation of 
Li
+
/Mg
2+
. The pore size provides pore channels for ion transportation and sulfonated 
groups anchored in the MOFs can delay Mg
2+
transfer because of the strong affinity be-
tween sulfonated groups and Mg
2+
, which enhanced selectivity for lithium-ion.