锂离子电池虽然是绿色未来的重要元素,但电池的重要原料“锂”,开采过程却会带来环境影响,盐水提锂也需要大量的土地面积和时间,占地数十平方公里,通常需要一年多的时间才能开始生产锂矿,如今美国普林斯顿大学开发的提取技术,不仅能加速还可以缩小所需面积。
普林斯顿大学团队开发的技术,跟树木的蒸散作用、毛细现象有点类似,研究人员将一条条多孔纤维扭成绳,有着亲水的核心与防水的表面,当绳子末端浸泡在盐水中,透过毛细现象水会沿着绳子向上流动,水蒸发后就会留下钠和锂等盐离子,而随着水持续蒸发,盐愈来愈浓缩,最终在绳子上形成氯化钠和氯化锂晶体。
也因为锂和钠的物理性质不同,也会在绳子的不同地方结晶,好比钠盐的溶解度较低,会在绳子的下半部结晶,而溶解度高的锂盐则在顶部附近结晶,因此团队能够单独收集锂和钠,如果是以往的技术,往往还要依靠其他化学品。
普林斯顿大学安德林格能源与环境中心土木与环境工程团队表示,我们的目标是利用蒸发和毛细现象基本过程来浓缩、分离和收获锂,不需要像许多其他提取技术那样使用额外的化学品,而且与传统的蒸发方法相比,也能节省了大量的水。
传统的盐水提取锂包括建造一座巨大的蒸发池,在盐滩、盐湖或地下水含水层中浓缩锂,过程可能需要几个月到几年的时间,而且也不是每个地方都有可以开采,世界上只有少数几个具有足够高初始锂浓度、丰富的可用土地和干旱气候(蒸发)的地点具有商业可行性。 像是美国只有一个活跃的盐水提锂作业,位于内华达州占地超过七平方英里。
团队研发的绳串技术更加紧凑,并且可以更快地开始生产。不过技术要跨出实验室、扩展到工业规模还需要做更多的工作,但团队预估,可以减少 90% 以上的所需土地面积,并且可以将蒸发过程加速 20 倍以上,与传统蒸发池相比,可以在不到一个月的时间内获得初步的锂收获。
目前团队已经成立一间衍生新创公司 PureLi Inc.,开始完善该技术,希望能扩大到市场应用。
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