IT 之家 8 月 29 日消息,锂電池廣泛應用于電動汽車和各種電子設備,但锂的生産過程會對環境造成嚴重影響,這使得锂電池并非真正 " 綠色 "。斯坦福大學的科學家們開發了一種新的锂提取方法,比傳統方法更有效、便宜一半,而且更環保。
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這項研究具有重要意義,随着電動汽車和可再生能源存儲系統的普及,未來對锂的需求将大幅增加,而傳統锂提取方法需要大量資源,包括能源、土地和水。目前,提取一噸锂需要大約 50 萬升水。此外,傳統方法需要深入地殼進行開采,而這種寶貴的資源集中在少數幾個地方,如智利和玻利維亞。
據 IT 之家了解,目前絕大多數锂來自鹽湖地區的硬岩開采,如智利的阿塔卡馬鹽灘。從這些來源提取锂需要大約 18 個月的時間,因爲需要先開采并抽取富含礦物質的鹽水,并将其泵入面積達 26 平方公裏的蒸發池中。太陽輻射蒸發鹽水,鹽水不斷從一個池子泵到另一個池子,濃度越來越高,然後收集鹽水并将其精煉成锂。傳統方法的锂回收率通常爲 40%。
斯坦福大學工程學院材料科學與工程教授 Yi Cui 領導的研究團隊開發了一種名爲 " 氧化還原電偶電滲析 "(RCE)的方法。其工作原理是利用電力通過固态電解質膜,将锂從金屬濃度較低的水中傳輸到濃度較高的溶液中。通過一系列單元,锂濃度逐漸增加,直到易于分離金屬。
RCE 方法具有許多優點:
僅需傳統提取方法十分之一的電量。
锂選擇性接近 100%,效率極高。
從鹽水中提取一噸锂的成本通常約爲 9100 美元,而 RCE 方法的成本約爲 3500-4400 美元。
該方法無需大型蒸發池,可以大大減少锂提取對環境的影響,并擴大全球可利用锂鹽水的來源。
美國、加拿大和歐洲的鹽水更難處理,因爲其中含有大量有毒物質并且沸點更高,但 RCE 方法可以使這些地區在經濟上可行。
自 1970 年代以來,人們一直在研究高效的直接锂提取(DLE)方法,其中一些已經商業化。CNBC 指出,7% 的锂來自相對可持續的 DLE 方法。斯坦福大學團隊的 RCE 方法似乎是最有前景的,具有接近 100% 的效率、更低的電力需求和更低的運營成本。
尚待觀察的是 RCE 工藝如何擴大規模以滿足需求、如何優化快速安全提取,以及是否可以應用于含有锂鹽的海水。鑒于未來幾年對锂的需求預計将增加,這項新技術有可能幫助滿足我們對锂不斷增長的需求。
該團隊的研究成果發表在《Matter》雜志上。