a.水性溶媒中に炭酸リチウムならびに硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸および動力学的に障害される酸から選択される少なくとも1つの酸を提供するステップであって、リチウムアニオンが該溶媒中に溶解し、リチウム供給溶液を形成するステップ、b.該溶液と接触させてアノードを提供するステップ、c.リチウムの電解に適した液体金属カソードを提供するステップであって、該液体金属カソードが該溶液と接触して電解槽を形成するステップ、d.該電解槽に電流を提供し、これにより該液体金属カソードでリチウムを生成し、該液体金属カソードと合金を形成するステップ、e.任意でリチウム金属を該液体金属カソードから分離するステップを含む、炭酸リチウムからのリチウム生成プロセス。前記供給溶液および液体金属カソードを前記液体金属カソードの融点より高い温度まで加熱するステップをさらに含む、請求項1に記載のプロセス。前記酸が硫酸である、請求項1に記載のプロセス。前記リチウムの分離ステップが適切な抽出溶媒を用いる抽出プロセスにより行われる、請求項1に記載のプロセス。前記抽出溶媒がペンチルアミン、ピリジン、HMPO、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、トリエチルテトラミン、エチレンジアミンまたは無水アンモニアから選択される、請求項4に記載のプロセス。前記抽出が圧力下で行われる、請求項5に記載のプロセス。前記リチウムの分離ステップが蒸留プロセスを含む、請求項1に記載のプロセス。前記プロセスが連続生成プロセスである、請求項1に記載のプロセス。前記水性溶液のpHが7以下に維持される、請求項1に記載のプロセス。液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽におけるリチウムイオンの電解を含むリチウム金属生成プロセスであって、該水性溶液がリチウムイオンならびに硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸、および動力学的に障害される酸アニオンから選択される少なくとも1つのアニオンを含有し、該リチウムイオンが炭酸リチウムまたはその対応リチウムイオン供給源から生成される、プロセス。前記アニオンが硫酸塩である、請求項10に記載のプロセス。前記液体金属カソードがビスマス、鉛、錫、およびインジウムの1つ以上を含有する合金を含む、請求項10に記載のプロセス。前記液体金属カソードがBi-Pb-Sn合金、Bi-In-Pb-Sn合金、In-Bi合金、Ga、Ga-Sn-Zn合金、Ga-In-Sn合金、Ga-In-Sn合金またはIn-Bi-Sn合金から選択される、請求項12に記載のプロセス。前記液体金属カソードがBi-Pb-Sn合金であり、Biの重量パーセントが約45~約55である、請求項13に記載のプロセス。前記液体金属カソードがBi-In-Pb-Sn合金であり、Biの重量パーセントが約45~約55である理想的には58°Cの融点を有する共晶合金:49Bi、21In、18Pb、12Snに近い、請求項14に記載のプロセス。前記液体金属カソードが前記溶液の沸点未満の融点を有する、請求項10に記載のプロセス。前記融点が約100°C未満である、請求項16に記載のプロセス。前記融点が約60°C未満である、請求項17に記載のプロセス。前記リチウムイオンが炭酸リチウムから生成される、請求項10に記載のプロセス。前記リチウムイオンがリシア輝石から、リシア輝石を硫酸と反応させるステップを含むプロセスを用いることにより生成される、請求項10に記載のプロセス。前記プロセスが寄生反応の50未満を有する、請求項10に記載のプロセス。前記プロセスが寄生反応の40未満を有する、請求項21に記載のプロセス。前記プロセスが寄生反応の30未満を有する、請求項22に記載のプロセス。前記寄生反応が酸素および水素を生成する、請求項24に記載のプロセス。液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽におけるリチウムイオンの電解を含むリチウム生成プロセスであって、該水性溶液がリシア輝石または他の天然リチウム供給源から生成されるリチウムイオンを含有する、プロセス。前記リチウムイオンがリシア輝石を水性溶媒において硫酸と反応させることにより調製される、請求項25に記載のプロセス。前記プロセスがハロゲン化リチウムを発生させるステップを含まない、請求項25に記載のプロセス。a.液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽であって、該水性溶液がリチウムイオンならびに硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、フルオロトリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸および動力学的に障害される酸アニオンから選択される少なくとも1つのアニオンを含有し、該リチウムイオンが炭酸リチウムから生成される、電解槽;b.該槽および液体金属循環システムの温度を該液体金属カソードの融点より高いが該水性溶液の沸点より低く維持する加熱システム;c.該電解槽からの還元リチウムが適切な抽出溶液を用いて該液体金属カソードから抽出される抽出槽;d.該リチウム金属を該抽出溶液から分離する蒸留システムを含む、リチウムイオンの電解を用いるリチウム生成システム。前記アニオンが硫酸塩である、請求項28に記載のリチウム生成システム。本発明の1つの実施形態によると、プロセスを用い、凝固Li豊富金属合金を生成することができ、これはその後の処理のために保存することができる、または連続リチウム金属生成プロセスの一部として用いることができる。とくに、本プロセスは炭酸リチウムまたは炭酸リチウムの対応供給源を用い、これはもっとも安価な供給源の1つおよびハロゲンガスのようないずれの毒性ガスも生成しないものである。また、本プロセスを用い、ハロゲン化リチウムを発生させることなく、直接リシア輝石または他の天然リチウム供給源からリチウムを生成することができる。1つの実施形態では、プロセスは、水性溶媒中に炭酸リチウムまたは炭酸リチウムのその対応供給源ならびに硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸および動力学的に障害される酸から選択される少なくとも1つの酸を提供するステップであって、リチウムイオンが溶媒中に溶解し、リチウム供給溶液を形成するステップ、アノードを該溶液と接触させて提供するステップ、リチウムの電解に適した液体金属カソードを提供するステップであって、該液体金属カソードが該溶液と接触し、電解槽を形成するステップ、電解槽に電流を提供し、これにより液体金属カソードでリチウムを生成し、該液体金属カソードと合金を形成するステップ、ならびに任意でリチウムを該液体金属カソードから分離するステップを含む工程によって、炭酸リチウムからリチウムを生成する。別の実施形態では、本発明は、液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽におけるリチウムイオンの電解を含むリチウム生成プロセスを提供するが、該水性溶液はリチウムイオンならびに硫酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸、および動力学的に障害される酸アニオンから選択されるアニオンを含有し、該リチウムイオンは炭酸リチウムから生成される。別の実施形態では、本発明は、ハロゲン化リチウムを発生させることなく、直接リシア輝石、海水、等のような天然リチウム供給源からのリチウム生成プロセスを提供するが、該プロセスは液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽におけるリチウムイオンの電解を含み、該水性溶液はリチウムイオンを含有し、該リチウムイオンはリシア輝石を硫酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸および動力学的に障害される酸から選択される酸と反応させることにより生成される、または海水もしくは他の水性溶液から得られる。また別の実施形態は、液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽におけるリチウムイオンの電解を含むリチウム生成プロセスを提供するが、該水性溶液はリチウムイオンおよびアニオンを含有し、該アニオンは50、好適には40、より好適には30、およびさらにより好適には20未満の寄生電流損失を引き起こす。本発明は、リチウムイオンの電解を用いるリチウム生成システムに関する別の実施形態も提供するが、これは液体金属カソードおよび水性溶液を含む電解槽であって、該水性溶液がリチウムイオンならびに硫酸、トリフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロケイ酸、および動力学的に障害される酸アニオンから選択されるアニオンを含有し、該リチウムイオンが炭酸リチウムから生成される、電解槽;該槽および液体金属循環システムの温度を該液体金属カソードの融点より高いが該水性溶液の沸点より低く維持する加熱システム;ならびに該電解槽からの還元リチウムが適切な抽出溶液を用いて該液体金属カソードから抽出される抽出槽、およびに該リチウム金属を該抽出溶液から分離する蒸留システムを含む。水性溶液中のリチウム塩にとって適当なアニオンを選択する際、選択するアニオンはシステムが作動する条件で電気活性であるかどうかを考慮することが重要である。リチウム塩のアニオンが電気活性である場合、オペレータはシステムにおける寄生損失に悩まされるだろう。リチウムカチオンをリチウムに還元する目的のためにシステムに入れるエネルギーは、代わりにアニオンまたはシステムに存在する他の化学物質を還元するのに用いられるだろう。例えば、臭化物またはヨウ化物アニオンはアノードで還元され、臭素およびヨウ素を形成するだろう。こうした二重反応は、エネルギーを浪費し、環境にやさしくない副産物を生成するので、望ましくない。また、水酸化リチウムは、水酸化物イオンの存在が水電解反応を促進するので、本発明に用いるのに適したリチウム塩ではないだろう。水酸化リチウム塩に電気還元を行い、システムに入れるエネルギーはリチウムカチオンをリチウム金属に変換する代わりに水を分離する。水酸化物イオンはアノードでの酸素の形成を触媒し、システム全体に容易に水を分離させる。ハロゲン化リチウムまたは水酸化リチウムと違い、炭酸リチウムLi2CO3は上述した問題を有さない。さらに、炭酸リチウムは非常に安価である。しかしながら、Li2CO3は非常に低い水溶性を有する。水性Li2CO3の直接電解を行うため、水中でのLi2CO3の溶媒和を促進する適切な共電解質を用いなければならない。こうした共電解質は電解槽の水素過電圧を著しくは低減せず、溶液中のリチウムに優先して還元しない。アニオンが寄生反応を触媒しない場合、カソードがリチウムカチオンとともにアニオンを還元しないことを確実にするよう気をつけなければならない。リチウムより低い電気化学電圧を有するアニオンが常にリチウムカチオン前に還元されると予想されるだろうが、これは必ずしもそうではない。いくつかのアニオンは動力的に障害され、またはそうでなければ還元が障害され、作用電極でのアニオンの電気化学還元の条件は好ましくない。アニオンの適性はサイクリックボルタンメトリーまたは他の電気化学測定によって測定することができる。アニオンがエネルギーの寄生損失に著しく寄与しているかどうかはこうした技術によって容易に測定することができる。化学アニオンまたは化学システムの電気活性による寄生損失については、図2~4においてサイクリックボルタモグラムCVで説明する。図2は水酸化リチウムの還元について説明する。~-1.3Vで始まる還元曲線における大きなステップ関数は、水の触媒電解のためのシステムに供給する電流の増加である。これはリチウムの還元には用いられない電流である。図3はメタホウ酸リチウム溶液の電気活性について説明する。図はシステムに供給する電流に大きな増加を~-1.1Vでおよびまた~-1.25V図における2つのピークで示した後、電流は減少した。これはメタホウ酸アニオンにこのシステムにおいて複数の電気化学還元を行い、リチウムカチオンの対イオンとして適切ではないことを示す。図4は硫酸リチウムの電気活性について説明し、~-1.9Vでのただ1つの還元ピークを示す。このシステムは単純な電気化学システムについて説明し、他の2つのリチウム塩よりリチウムカチオンの還元に適している。よって、本発明の目的のため、リチウム塩の還元電圧に達する前に著しい還元電流がない図3と同様のサイクリックボルタモグラムを有するリチウム塩が適している。いずれかの寄生電流損失の許容可能なレベルは、こうしたシステムが経済的かどうかによって決まるが、リチウムを生成するいずれの塩も本発明の範囲から排除しない。寄生電流損失のレベルは50、好適には40、より好適には30、さらにより好適には20未満である。寄生電流損失は、寄生還元の副産物が商業的価値も有する水素および酸素であるので、本発明では完全には浪費されない。従って、本発明の1つの態様は、リチウムを生成しながらの水素および酸素の生成を含む。水性リチウム塩溶液のpHは、中程度の酸性または中性、好適には約7~3、より好適には約7~4、さらにより好適には7~5を維持すべきである。リチウム塩溶液のpHを極端なpH、例えば、非常に高いpHまたは非常に低いpHのいずれかまで大きくシフトするアニオンは、水の電解を触媒し、最終的にはシステムに対する寄生損失となるだろう。リチウム金属をリチウム塩供給材料から生成するのに必要とされる基本サブシステムは、リチウム金属を水系リチウム塩溶液から液体金属カソード中へ移した後、依然として電圧下でリチウム含有金属合金を凝固させる、または依然として電圧下で水系電解質との接触から外すのに用いられる電解槽、リチウム金属をリチウム含有アマルガムから抽出溶液中へ移すのに用いられるリチウム抽出槽、およびフラッシュタンクまたは抽出溶液を蒸発分離してリチウム金属を残すのに用いられる他のシステムを含むことができる。液体金属カソードは、高い水素過電圧およびリチウムでのアマルガム化の良好な化学反応速度の両方を有する低融点合金である。適切な液体金属カソード材料は、58°C136°F~95°C203°Fの融点を有するビスマス、鉛、錫、およびインジウムの合金を含む。適切な供給材料は、これらに限定されないが、ほとんどの鉱酸中で溶解するだろうLiCl、LiF、およびLi2CO3を含む水溶性リチウム塩である。LiClについて、毒性塩素ガスの発生を回避するにはDSAタイプ電極が必要である。フッ化または塩化リチウムは炭酸リチウムほど環境にやさしくも経済的でもない。よって、Li2CO3またはいずれかのその対応供給源が好適である。本発明はリシア輝石を直接採用することができる。例えば、微粉化リシア輝石濃縮物を1075~1000°Cまで加熱し、その分子構造を変え、硫酸に対してより反応性とすることができる。微粉化リシア輝石の混合物を次に硫酸に添加し、250°Cまで加熱し、硫酸リチウムを生成することができる。水を次に添加し、硫酸リチウムを溶解し、得られる溶液を本発明の電解の供給原料として用いることができる。硫酸リチウム溶液の純度のレベルによって、必要に応じて溶液をさらに精製することができる。本発明は、低融点、例えば125°C未満、高水素過電圧、およびリチウム親和性の組み合わせについて選択される特定の合金を用いる。これらのすべての組みあわせは、これまで達成されなかったより低コストでのリチウム金属の生成を可能にする。さらに、アルカリ金属を合金から回収するより良好な方法も必要である。第1ステップは槽におけるリチウム塩の電解である。塩溶液を生成し、槽に送る。これらに限定されないが、以下のアニオンのリチウム塩:酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、過塩素酸塩、フルオロスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、フルオロケイ酸塩、塩化物、塩素酸塩、ヨウ素酸塩を含む、多くのリチウムの水溶性塩がある。しかしながら、これらのいくつかはそれらのアニオンを酸化しにくいという利点を有し、よって、例えばハロゲンではなく、むしろ酸素がアノードから放出されるだろう。フッ化リチウムおよび炭酸リチウムはより低い水溶性を有し、よってより好適でないと考えられている。しかしながら、本発明では、塩の可溶性を向上させるのに添加剤を溶液に用い、槽の性能も向上させるだろう。上記アニオンに加えて、フッ化物および炭酸塩は、著しく高い水溶性を有するので、ナトリウム生成に適しているだろう。溶液の沸点より低い温度で液体である合金が選択される。水は100°Cで沸騰するが、塩溶液の沸点は溶液中のイオン1モル/リットル当たり約0.5°C上昇する。よって、いくつかの濃縮溶液は100°Cより数°C高い融点を有し得る。これはこの範囲内の融点を有するいくつかの合金の使用を可能にし得る。こうした合金のいくつかの例は以下のとおりである:融点の高い順:表1に挙げない多くの合金も有用であり得、上記リストが限定的でないことを理解すべきである。多くの他の合金があるが、考えられる例となる元素のいくつかとしては、ビスマス、錫、鉛、インジウム、亜鉛およびガリウムが挙げられる。70°Cの融点を有する、ウッドメタルのような、カドミウムを含有する多くの合金がある。しかしながら、カドミウムも環境問題を有する。合金の選択も、どの回収方法が用いられるかによって決まるだろう。例えば、蒸留を用いる場合、金属の沸点をより考慮すべきである。カドミウムおよび亜鉛はほとんどのアルカリ金属と同じような沸点を有し、合金の成分として有用ではないだろう。しかしながら、化学抽出を用いる場合、亜鉛は許容可能である。一般的なコストについて、鉛、亜鉛、錫、およびビスマスがもっとも安い金属であり、よって挙げた合金の最初の5つがもっとも経済的である。インジウムは中程度に高価であり、ガリウムは非常に高価である。よって、これらの材料はコスト面では望ましくないだろうが、他の理由では望ましくあり得る。合金は槽の底に配置し、アノードまたは化学作用により腐食しない適切な材料でできたアノードは合金アノードとは対照的に選択される。塩溶液は槽中に配置し、全体を合金の融点より高い温度まで加熱する。合金が溶融すると、電流を印加することができ、反応を開始する。合金は、電解が進むにつれ、アルカリ金属を組み入れはじめるだろう。塩が酸素を発生させるように選択される場合、それは販売または使用のために回収してもよい。カソードでは反応は:e-Li→Li合金1である。アノードでは酸素発生のための反応は:2OH-→H2O1/2O22e-2である。よって、pHはシステムがより多くの塩基により補充されない限り下がるだろう。本発明では以下のように、炭酸塩が塩基供給原として機能する炭酸リチウムがリチウム供給源として用いられるので、この問題は存在しない:CO32-H2O→CO22OH-温度が水の沸点に近づくと、槽から出る水蒸気を凝縮して槽に戻し、および/または追加の水を槽にときどき添加し、確実に電解質レベルを維持すべきである。なお、電解を100°C近い温度で行うことは反応を起こすのに必要な電圧を低減し、よってエネルギーを節約するだろう。合金に十分な生成物が蓄積すると、これをポンプがもっとも容易だろうが、いずれかの手段により除去し、抽出器から新しい合金を補充することができる。合金をポンプで抽出器まで吸い上げ、そこでアルカリ金属を除去する。抽出は蒸留プロセスまたは化学プロセスのいずれかによって行うことができる。蒸留プロセスを用いる場合、合金成分のすべては高い沸点を有していなければならない。よって、亜鉛またはカドミウムのような低い沸点を有する金属は合金中には存在し得ない。リチウムは1367°Cで沸騰し、回収するのがもっとも難しいだろう。しかしながら、真空蒸留を用いることにより、この温度は、1トール未満で行うことにより、かなり低くすることができる。他のアルカリ金属は800°Cより低い温度で沸騰するが、真空蒸留からも利益を得るだろう。一般的に、化学抽出はコストが安い。無水有機アミンはアルカリ金属を溶解する。例えば、ペンチルアミン、ピリジン、HMPO、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、トリエチルテトラミン、エチレンジアミンまたは無水アンモニアはアルカリ金属を溶解することができる。アンモニアの場合、合金は抽出のためにまだ溶融であるべきなので、圧力をかけて行わなければならないだろう。よって、溶媒は合金の融点より高い沸点を有する、またはこの基準が満たされない場合、容器の加圧を可能するように選択すべきである。この抽出は、所望に応じて、別の槽において合金でアノードを製造し、還元することができる化合物を添加するまたは溶媒を用いることにより加速することができる。これは、しかしながら、プロセスのコストおよびエネルギー消費を増大させる。アルカリ金属を有する溶媒が処理の準備ができている場合、単純な蒸留器例えば、真空蒸留器に配置し、溶媒を単純に蒸留し、高純度のアルカリ金属を残す。溶媒は再利用のために抽出器に戻す。プロセスおよびシステムはバッチプロセスまたは連続プロセスのいずれかを用いることができる。バッチプロセスでは、電解を行い、液体金属カソードのリチウム含有量を所定の濃度まで増加させ、このとき液体金属カソードは依然として電圧下で冷却および凝固されるだろう。凝固カソードは保存される、または抽出システムに移されるだろう。連続処理システムでは、液体金属カソードは電解槽と抽出システムとの間を循環し、連続的に電解槽中のリチウムを取り出し、抽出槽中の抽出溶液中に入れるだろう。このプロセスにより生成されるリチウム金属は、これらに限定されないが、ボタン電池、医療用リチウム、冶金製品、リチウム空気電池、等を含むさまざまな用途に用いることができる。本発明のリチウム生成プロセスは、連続閉鎖システムまたはバッチシステムにおいて行うことができる。図1は本発明のプロセスのための例となる簡易システムを示す。硫酸溶液を7500mlのDi水を用いて作製し、溶液のpHはpHストリップにより示されるように0~1だった。溶液が飽和し、pHがpHストリップにより示されるように約7まで上昇するまで、炭酸リチウムを硫酸溶液に徐々に添加した。システムを1.7~1.9vdc、0.1~0.15ampの電流で作動させた。沈殿物の層は徐々に液体金属カソード上に蓄積した。電解質も濁り、供給槽において腐った臭いが知覚された。作動時間3時間後、より多くの酸を供給槽に添加し、供給槽中のpHを~2にした。供給槽において、および液体金属カソード上の沈殿物から、CO2の放出があった。約20分後、沈殿物のすべてが溶解し、明るく輝いたカソードおよび透明な電解質が残った。供給槽のpHは約3だった。電流量は1.7vで0.2Aだった。別の2500mlの溶液を混合し、供給槽に添加したが、この溶液はかなり多くの硫酸および炭酸リチウムで出発し、pHが約3まで上昇した後、炭酸リチウム添加を停止した。システムを次に1.9~1.95vdcで6時間、0.45ampの開始電流で作動し、これを次に6時間後0.30ampまで安定して減少させた。2.0vdc以上で、顕著な水素生成がはじまり電流量上昇および水素検出上昇、よって電圧はこのレベルより低く維持された。溶液のpHは3で安定したままだった、またはpHストリップにより示されるように2~3の範囲までわずかに減少することもあった。作動時間6時間後、液体金属カソードをポンプでアルゴンパージ下の抽出槽までくみ上げ、電解槽へのリターンフローを停止した液体金属を抽出槽中にトラップした。抽出溶液および液体金属のサンプルを、液体金属が冷却する前に、抽出槽から回収した。電流量は作動を停止する直前に1.9vで0.30Aだった。電解槽中の電圧は残った液体金属の少量が凝固するまで保持した。電圧を除去した後、1.51vdcの電圧が測定された。1分後は1.37vdc、2分後は1.34vdcだった。当業者であれば、本発明の教示を保持しながら、プロセスおよびシステムの多数の変更および変形を行うことができることを容易に観察するだろう。例えば、本発明はリチウムの調製について主に記載するが、同様の化学反応を用い、他のアルカリ金属を生成してもよい。