锂:研究人员提出低污染的资源开采替代方案

全球各国争相获取锂。该元素对高性能电池至关重要,这些电池在电子产品、电动汽车和可再生能源系统中急需使用。然而,根据专家的说法,到2080年,传统的锂储备将耗尽。此外,目前的资源开采被认为是极其破坏环境,耗能且繁重的。因此,科学家们正在积极寻找新的来源。在两项研究中,研究人员报告了他们开发的从稀盐溶液中直接提取锂的新方法,包括从海水中提取。他们的研究结果发表在《科学》杂志上。

膜过滤器从盐溶液中提取锂离子
第一项研究来自Yan Song及其团队。在这项研究中,团队提出了一种通过利用太阳能将蒸发转化为直接锂提取过程的方法。团队选择了一种名为STLES的系统来替代快速表面蒸发。STLES代表“太阳能驱动的蒸发锂提取和储存”。利用阳光,通过类植物的蒸发过程通过基于膜的装置产生压力,装置浮在盐溶液的表面。带有铝纳米颗粒的膜从盐溶液中过滤出锂离子,另一部分则存储沉积的锂盐。

根据作者的说法,STLES是被动工作的,因此成本、能量和碳效率高,并且可在许多现有的锂蒸发池中应用。受电池启发
第二项由Zhen Li领导的研究团队发表的《科学》文章探讨了一种电化学锂提取方法,不需要蒸发或膜。受到锂电池工作原理的启发,团队利用磷酸铁电极和银/银卤化物氧化还原电极,有选择地从盐溶液中提取锂离子,并将其释放到淡水中。然而,作者提到仍需要额外的净化步骤。

前景光明但需改进
在智利的阿塔卡马沙漠或玻利维亚的宏基沙漠,锂开采破坏了不可估量的生态价值的独特栖息地。盐湖中的储量很大,但损害是不可逆的。西班牙萨拉戈萨大学机械和热力学教授Alicia Valero Delgado在西班牙科学媒体中心的采访中表示:“因此,从盐溶液中提取锂是一个有趣的替代方案。”她未参与当前的研究。

Delgado进一步表示,迄今为止,由于高昂的成本,特别是能源成本,公司未能利用这一机会。她说:“如果如文章中所建议的那样,能源成本大幅降低,这些方法的前景非常光明。”工程师Martina Gamba也持类似看法。阿根廷拉普拉塔国立大学矿物资源和陶瓷技术中心的她对SMC表示赞赏这个简单且易于扩展的设计。与此同时,她指出:“该过程所需的淡水量尚未明确计算。”在如阿塔卡马沙漠等地区,水资源是稀缺的。

美国阿贡国家实验室的Seth Darling在一篇伴随研究的评论中指出:“对于南美阿塔卡马沙漠的当地社区来说,水资源的价值远高于锂。因此,在新技术中提高水效率必须优先考虑。”此外,需要克服技术障碍。Darling还表示:“这些新方法的经济可行性尚不确定。”所有该领域的研究人员一致认为:迫切需要一个更可持续和有韧性的锂供应链,以便人类未来能利用清洁能源。