IT之家 8 月 29 日消息,锂电池广泛应用于电动汽车和各种电子设备,但锂的生产过程会对环境造成严重影响,这使得锂电池并非真正“绿色”。斯坦福大学的科学家们开发了一种新的锂提取方法,比传统方法更有效、便宜一半,而且更环保。
![图源:特斯拉](http://n.sinaimg.cn/spider20240829/61/w1536h925/20240829/0730-460e1b0e3f3b037b0607f2d476c1c386.jpg)
这项研究具有重要意义,随着电动汽车和可再生能源存储系统的普及,未来对锂的需求将大幅增加,而传统锂提取方法需要大量资源,包括能源、土地和水。目前,提取一吨锂需要大约 50 万升水。此外,传统方法需要深入地壳进行开采,而这种宝贵的资源集中在少数几个地方,如智利和玻利维亚。
据IT之家了解,目前绝大多数锂来自盐湖地区的硬岩开采,如智利的阿塔卡马盐滩。从这些来源提取锂需要大约 18 个月的时间,因为需要先开采并抽取富含矿物质的盐水,并将其泵入面积达 26 平方公里的蒸发池中。太阳辐射蒸发盐水,盐水不断从一个池子泵到另一个池子,浓度越来越高,然后收集盐水并将其精炼成锂。传统方法的锂回收率通常为 40%。
斯坦福大学工程学院材料科学与工程教授 Yi Cui 领导的研究团队开发了一种名为“氧化还原电偶电渗析”(RCE)的方法。其工作原理是利用电力通过固态电解质膜,将锂从金属浓度较低的水中传输到浓度较高的溶液中。通过一系列单元,锂浓度逐渐增加,直到易于分离金属。
RCE 方法具有许多优点:
仅需传统提取方法十分之一的电量。
锂选择性接近 100%,效率极高。
从盐水中提取一吨锂的成本通常约为 9100 美元,而 RCE 方法的成本约为 3500-4400 美元。
该方法无需大型蒸发池,可以大大减少锂提取对环境的影响,并扩大全球可利用锂盐水的来源。
美国、加拿大和欧洲的盐水更难处理,因为其中含有大量有毒物质并且沸点更高,但 RCE 方法可以使这些地区在经济上可行。
自 1970 年代以来,人们一直在研究高效的直接锂提取(DLE)方法,其中一些已经商业化。CNBC 指出,7% 的锂来自相对可持续的 DLE 方法。斯坦福大学团队的 RCE 方法似乎是最有前景的,具有接近 100% 的效率、更低的电力需求和更低的运营成本。
尚待观察的是 RCE 工艺如何扩大规模以满足需求、如何优化快速安全提取,以及是否可以应用于含有锂盐的海水。鉴于未来几年对锂的需求预计将增加,这项新技术有可能帮助满足我们对锂不断增长的需求。
该团队的研究成果发表在《Matter》杂志上。
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