journal article·2026-02

Lithium Extraction in Confined Channels

Liheng Dai, Kecheng Guan, Hideto Matsuyama

Small· Volume 22· Issue 7
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Abstract

ABSTRACT The sustainable extraction of lithium (Li + ) from aqueous resources is increasingly vital for next‐generation energy storage technologies. Conventional technologies are usually limited by intensive cost and complicated process demands, and poor efficiency in handling low‐concentration sources such as seawater. Membrane‐based lithium extraction has emerged as a transformative alternative, offering low energy consumption, environmental‐friendly operation, and potential for high lithium selectivity. The key to this technology is the concept of confined channels, where ion transport is regulated within nano‐ or subnanometer‐scale pathways. Unlike conventional bulk‐phase separation, confined channels show distinct mechanisms, including size effects, pore‐wall effects, and special interactions that enable discrimination between Li + and competing ions with similar ionic size. This review categorizes confined channel membranes into three main classes: 2D layered systems (e.g., graphene oxide, MXenes, clays), porous crystalline frameworks (e.g., metal–organic frameworks (MOFs), covalent organic frameworks (COFs), and porous organic cages (POCs)), and polymer with engineered nanoconfinement. We summarize recent progress in materials design, pore structure tuning, and separation mechanism insights. Finally, we highlight emerging three type separation processes (diffusion, nanofiltration, and electrodialysis) equipped with confined channel membranes and future potential possibilities toward scalable fabrication, emphasizing the integration of advanced materials, membrane engineering, and computational modeling.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Extraction and Separation Processes · Membrane Separation Technologies · Advanced Battery Materials and Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Research Center for Membrane and Film Technology Kobe University Kobe Japan

Department of Chemical Science and Engineering Kobe University Kobe Japan

Funding

Japan Society for the Promotion of Science

References (100+)

Show source-provided references
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