铀是核工业不可或缺的资源，而陆基铀矿资源含量有限且分布不均。因此，海水提铀(UES)对可持续能源生产具有巨大潜力。电容去离子(CDI)技术以其低能耗、工艺简单、对环境友好和高吸附效率而闻名，对UES具有重要潜力。本文回顾了CDI技术的发展历史、原理、分类和应用。在发展历史部分，我们简要介绍了CDI技术的早期发展，并强调了其在UES中的关键里程碑以及近期优化工作。在原理和分类部分，我们将CDI技术置于UES应用的背景下，进行了全面介绍。另外，在应用部分，我们重点介绍了CDI技术在UES中的当前应用。此外，本文详细阐述了CDI技术在UES中的当前研究现状及其在吸附性、选择性和经济效益方面的优势。在吸附性方面，CDI技术通过精心优化电极结构和材料选择，展现了其吸附铀离子的效率。在选择性方面，CDI技术通过灵活调控电极材料和操作参数，有选择性地提取铀，同时减轻了来自竞争离子的干扰，从而提高了提取效率。在经济性方面，CDI技术因其低能耗和经济性脱颖而出，促进了高效的铀提取，且在UES领域具有与替代方法相比的实质经济优势。最后，我们讨论了该技术在铀提取过程中的挑战因素(竞争离子、盐度、pH值和生物污损)，旨在探讨使用CDI技术进行UES的可行性和经济效益，并为进一步优化和推广CDI技术在UES中的应用提供理论支持。此外，我们还致力于通过引入材料信息学来解决CDI在提铀过程中存在的一些当前挑战，并展望该问题的未来发展。本文为CDI技术在UES中的发展和工业进展提供了实用的见解，旨在为后续CDI海水提铀研究提供宝贵的参考，以促进海水资源的可持续利用。

随着新能源领域对锂资源需求的持续增长，开发高效的锂提取技术变得及其重要。然而，由于其高能耗和可能引发的二次污染问题，传统的锂提取和回收技术具有实际应用和发展的局限性。电容去离子(CDI)技术作为一种新兴的锂提取技术，在效率、成本效益和能源消耗方面展现出巨大的潜力。本综述从文献计量入手，剖析了CDI提锂的关键研究主题，进而全面总结了在CDI提锂技术中电极材料的最新进展，并探讨了使用这些材料构建的各种CDI系统类型。本研究详细阐明了CDI系统中用于锂资源回收的主要电极材料——水系锂离子电极材料(包括LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂等)及其修饰材料(包括碳纳米管、石墨烯、MOF等)。此外，本文讨论了通过不同的电容去离子(CDI)系统提高锂提取效率，并评估了各种先进电极材料在这些系统中的性能。文末强调了机器学习在CDI提锂领域的应用潜力，并期望本研究将为未来开发基于CDI的高效锂提取系统提供坚实的理论基础和实践指导。

电动汽车行业的快速增长导致锂产品需求激增，推动了先进锂提取技术的发展。其中，电化学提锂技术因其优异锂选择性(相较于竞争性阳离子，如Na⁺和Mg²⁺)、高能效和环境可持续性被认为具有发展前景。关于法拉第材料、操作模式/参数和装置构型的研究已大量发表。尽管已有一些关于电化学提锂技术的综述发表，但仍缺乏系统性总结电化学提锂中法拉第材料研究进展、分析其固有性质如何影响提锂性能并阐明性能增强策略与关键提锂性能指标之间联系的全面综述。在此，我们系统地介绍了电化学提锂技术的原理并汇总了文献中涉及的所有性能指标，包括锂离子嵌入容量、锂离子提取速率、容量保持率、选择性系数(或纯度)、能耗和电流效率。我们全面分析了用于电化学提锂的法拉第材料，其中包括LiFePO₄、LiMn₂O₄、层状镍钴锰氧化物、Li₃V₂(PO₄)₃和Li_1.6Mn_1.6O₄，构建了其性质与性能间的内在关系，并比较了每种材料的优缺点。此外，我们对不同的性能增强策略进行了分类和评估，包括材料设计方法(如3D结构制造、晶体调控、元素掺杂和表面包覆)，以及涉及进水流向、充放电模式和操作参数等方面的条件优化方法，并进一步阐明了每种方法如何影响电化学提锂的某一/某些性能及其内在影响机制。我们同时综述了基于每种法拉第材料的电化学提锂技术的工业化进展及材料成本。本综述旨在通过建立材料设计、操作条件优化和性能结果间的联系，为从事新型电化学提锂法拉第材料研究的学者和工程师提供有价值的见解，并启发法拉第材料开发和工艺优化的创新方法，为实现更可持续和更具成本效益的卤水锂资源开发提供参考。

构建具有优异离子传输特性的高载量电极，对于通过电化学方法从卤水中高效提取锂至关重要。本文报道了一种无溶剂热压策略，用于制造结构优化的LiFePO₄电极，该电极具有优异的电化学性能和机械稳定性。通过采用蚀刻钛箔作为集流体，并引入多壁碳纳米管作为导电添加剂，成功构建了三维互连的多孔结构，从而加速了离子扩散并提高了电极结构的完整性。基于Micro-CT和Avizo分析的结果表明：与传统湿法涂覆电极相比，热压电极具有更高的孔隙率、更低的曲折度以及更连通的离子传输通道。电化学测试表明，热压电极具有更高的锂离子扩散系数和更低的电荷转移电阻。在优化条件下，质量负载为19.4 mg cm^-2的热压电极在Uyuni模拟卤水中经过15次循环后，锂提取容量达到4.13 mg cm^-2，纯度为93.91%。本研究建立了一种可扩展的热压方法，并阐明了其在锂选择性电化学分离中的基本物理化学优势。