普林斯顿大学开发新提取技术 减少锂生产所需面积和时间

电动悟空摘录 锂是电动汽车和电网储能中电池的重要组成部分，但生产这种银白色金属会带来巨大的环境成本，包括从咸水中提取锂需要大量的土地和时间。据外国媒体报道，普林斯顿大学的研究人员开发了一种新的提取技术，可以减少锂生产所需的面积和时间。研究人员表示，该系统可以提高现有锂设施的产量，并充分利用以前被认为太少或太薄而不值得使用的资源。

(图片来源:普林斯顿大学)

根据学术期刊《自然-水》（Nature Water）根据最近发表的文章，该技术的核心是一组扭曲成绳的多孔纤维，具有亲水核心和疏水表面。将其末端浸泡在盐水溶液中，水沿着绳子通过毛细管向上移动（与树木从根部吸收水到叶子的过程相同）。然后，每根绳子表面的水迅速蒸发，留下钠和锂等盐离子。随着绳子上的水继续蒸发，盐浓度越来越高，最终形成氯化钠和氯化锂晶体。

此外，由于物理性质的不同，锂和钠会在绳子上的不同位置结晶。钠盐的溶解度较低，在绳子的下端结晶，而高溶解度的锂盐在顶部附近结晶。由于两者的自然分离，该团队可以单独收集锂和钠。在过去，这通常需要额外的化学物质。

团队负责人Z. Jason Ren说：“该研究的目标是通过蒸发和毛细管作用的基本过程来浓缩、分离和收获锂。与许多其他提取技术不同，这个过程需要额外的化学物质，与传统的蒸发方法相比，它可以节省大量的水。”

锂供应有限公司是向低碳社会转型的障碍之一。Ren说：“这种方法成本低，操作方便，只需要少量能源，将成为应对关键能源挑战的环保解决方案。”

绳子上的蒸发池

传统的盐水提取需要从盐滩、咸湖或地下水含水层建造一系列巨大的蒸发池来浓缩锂。这个过程可能需要几个月到几年，受环境影响的商业可行性有限。

相比之下，这种绳索技术更紧凑，可以更快地生产锂。研究人员表示，从实验室扩展到工业规模需要更多的工作，但估计目前操作所需的土地面积可以减少90%以上，蒸发过程可以加速20倍以上。与传统的蒸发池相比，新方法可以在不到一个月的时间内获得初步的锂收获。

此外，新方法还可以扩大锂的来源，如废弃的油气井和地热盐水。这些资源太少或太稀，目前被认为不适合提取锂。研究人员表示，该技术可以在更潮湿的气候下运行，因为蒸发速度加快。他们甚至在讨论这项技术是否可以用来从海水中提取锂。

研究Sunxiangg (Sean) Zheng说:“这个过程就像把蒸发池挂在绳子上，可以通过更少的空间和更准确的过程控制来获得锂。如果能扩大规模，可能会为环保锂提取开辟新的前景。”

生产这种绳子的材料成本很低，技术不需要化学处理就可以运行。研究人员表示，这种方法有望通过进一步改进得到广泛应用。研究人员通过构建100根锂提取绳的阵列来展示其方法的潜在可扩展性。目前，该团队正在开发第二代技术，以实现更高的效率、更高的产量和更好的结晶过程控制。此外，Zheng领导成立了初创公司Pureli Inc.，为了改进技术，并将其推向更广泛的市场。