锂是电动汽车和电网储能中电池的重要组成部分，但是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占用大量土地和时间。据外媒报道，普林斯顿大学的研究人员开发出新的提取技术，可以减少生产锂所需的占地面积和时间。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稀而不值得使用的资源。
（图片来源：普林斯顿大学）
据学术期刊《自然-水》（Nature Water）近期发表的文章介绍，该技术的核心是一组扭曲成绳的多孔纤维，并具有亲水核心和疏水表面。将其末端浸入盐水溶液中，水会通过毛细管作用沿着绳子向上移动（与树木将水从根部吸收到叶子上的过程相同）。然后，每根绳表面的水很快蒸发，从而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，最终形成易于收取的氯化钠和氯化锂晶体。
另外，由于物理性质不同，锂和钠会在绳上的不同位置结晶。钠盐的溶解度较低，会在绳的下端结晶，而高溶解度锂盐则在顶端附近结晶。由于二者自然分离，该团队可以单独收集锂和钠。以前，这通常需要使用额外的化学品。
该团队负责人Z. Jason Ren表示：“这项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。该过程不像其他很多提取技术那样需要使用额外的化学品，而且与传统的蒸发方法相比，可以大量节省水。”
锂供应有限是向低碳社会转型的障碍之一。Ren表示：“这种方法成本低，易于操作，并且只需要很少的能源，将成为应对关键能源挑战的环保解决方案。”
绳上的蒸发池
传统的盐水提取需要建造一系列巨大的蒸发池，以从盐滩、咸湖或地下水含水层中浓缩锂。这个过程可能需要几个月到数年之久，而且受环境影响商用可行性有限。
相比之下，这种绳技术更加紧凑，并且可以更快地生产锂。研究人员表示，将这种技术从实验室扩展到工业规模还需要更多的工作，但估计可以减少当前操作所需的土地面积达90%以上，并且可以将蒸发过程加速20倍以上。与传统蒸发池相比，新方法可以在不到一个月的时间内获得初步的锂收成。
此外，新方法还可以扩大锂来源，例如废弃的油气井和地热盐水。这些资源太少或太稀，目前被视为不适合用于提取锂。研究人员表示，由于蒸发速度加快，该技术可以在更潮湿的气候中运行。他们甚至在探讨这项技术是否可用于从海水中提取锂。
研究合著者Sunxiang (Sean) Zheng表示：“这一过程就像是把蒸发池挂在绳子上，可以通过更少的空间和更精确的过程控制来获得锂。如果能够扩大规模，或将为实现环保的锂提取开辟新前景。”
生产这种绳的材料成本很低，而且该技术不需要化学处理即可运行。研究人员表示，通过进一步的改进，这种方法有望得到广泛采用。研究人员通过构建100个锂提取绳的阵列，展示其方法的潜在可扩展性。目前，该团队已在开发第二代技术，以实现更高的效率、更高的产量，以及更好地控制结晶过程。另外，Zheng领导成立了一家初创公司PureLi Inc.，以完善该技术并将其推向更广泛的市场。
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