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美国发明奇葩绳子捞锂!成本骤降速度暴快,或彻底改变全球锂格局

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你可能很难想象,一根简单的绳子可能彻底改变全球锂游戏规则,用这种奇葩方式来提取关键矿产锂,竟然能减少90%的土地使用量,提高生产速度20倍,并且节约大量的水和化学药品,从而大大地降低生产成本和环境代价,这种完美的绳子捞锂技术究竟是如何做到的呢?



这项研究来自美国普林斯顿大学土木与环境工程教授任志勇领导的团队,主要作者是陈曦和杨美琪,发表在9月7日的《自然-水》杂志上,并被推荐为封面文章。



锂是高度活跃的易燃金属,自然界中没有单质存在,主要存在于伟晶岩矿物及盐水中,目前也主要是通过矿石提炼和卤水萃取来生产锂。由于电动汽车的兴起,锂被广泛应用于电子产品、新能源汽车、航空航天等领域,用量年年暴增,被认为是新能源领域的关键矿产。

不管是矿石提炼还是卤水萃取,生产锂都需要付出巨大的环境代价,卤水萃取更是需要建造大量的蒸发池,使用大面积的土地和漫长的时间,绝大多数锂浓度低的盐水还没有生产价值,生产一吨锂就需要蒸发2200吨水,令人触目惊心。海洋中锂含量高达2300亿吨,但相对浓度只有0.14-0.25ppm,萃取难度和成本更是高得惊人。



普林斯顿大学研究人员开发了一种可以扭曲成绳索的多孔纤维,具有亲水的内部和防水的表面,当把绳子浸入盐水中时,水会通过毛细作用向上流动,水蒸发后,就会把盐离子留在绳子上,最终形成氯化钠和氯化锂晶体,可以轻松地收集起来。最令人啧啧称奇的是,由于钠盐溶解度较低,会在绳子下端形成,而溶解度较高的锂盐则在上部形成,从而可以轻松地分离,无需使用更多的化学物质,真的是物理规律的天赐妙方啊。



根据研究人员的说法,用这种绳子捞锂的技术,可以减少90%的土地使用量;原来几个月甚至几年的蒸发时间,现在也可以不到一个月就收获锂了,速度提高了20倍以上;而且这种技术也可用于废弃油井、地热盐水等浓度很低的锂资源,研究人员还在研究是否可以将这项技术用于从海水中提取锂。再就是这种多孔纤维绳的材料也很便宜,可以大大降低锂的生产成本。



可以想见,如果这种技术最终发展到可以规模化生产锂,甚至可以从海水中提取,将可能彻底改变全球的锂生产格局和游戏规则,降低环保代价,对新能源领域产生令人难以置信的巨大影响。

写到这里,我搜到了一个消息,今年上半年,我国青岛一家公司就建成了全球第一个海水淡化浓盐水提锂项目,通过离子交换的方式吸附锂离子,将在年底前正式投产运行。不过这个项目是利用海水淡化契机,综合利用浓盐水降低成本,产量非常有限,可能不会对整个行业产生更大的影响。

论文:https://www.nature.com/articles/s44221-023-00131-3

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