普林斯顿大学开发锂提取新方法时间缩短20倍

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    全球对可持续能源解决方案的推动使锂处于技术进步的最前沿。这种银白色金属是电池生产所必需的材料,对这种材料的需求正在飙升。然而,事实证明,传统的提取方法既耗时又对环境不友好。普林斯顿大学最近开创性研究不仅简化提取过程,而且使其更加环保。

重新思考锂提取

    从历史上看,提取锂,特别是从盐滩中提取锂,一直是一个艰苦的过程。它涉及使用巨大的蒸发池,这些蒸发池可能需要很长时间,有时甚至几年,才能生产出可供工业使用的锂。这些方法虽然有效,但带有高昂的环境代价。需要大量土地面积,而且过程是水密集型的。

    普林斯顿大学的研究人员推出了一种巧妙的替代品,可能会彻底改变锂提取行业。他们的方法涉及使用专门设 计的多孔纤维。当这些纤维扭曲成绳子时,有一个吸引水的核心和一个排斥水的表面。当这些绳子被淹没在盐水中时,由于毛细管作用的现象,它们会抽取水。当这种水上升并随后蒸发时,它留下了各种盐,包括令人垂涎的锂。

自然分离的艺术

    这种新方法的一个突出特点是它能够分离锂盐和其他盐,如钠盐。这就是溶解性科学发挥作用的地方。不同的盐在水中的溶解度不同。当纤维上的水蒸发时,盐开始结晶。溶解度较低的晶体首先形成晶体,然后是溶解度较高的盐。鉴于锂和钠之间的溶解度差异,它们在不同的时间也就是绳子上不同的位置结晶。这种自然序列允许有效分离两种盐,无需任何额外的化学品或工艺处理。

锂生产的未来格局

普林斯顿大学的研究对锂行业的影响是深远的。在环境方面,该方法提供了市场急需的解决方案。土地利用的预期减少是惊人的,预测表明将减少90%以上。此外,蒸发过程是锂提取的关键一步,与传统方法相比,其需要的时间可能会缩短20倍以上。

    但潜在的好处并不止于此。我们星球上广阔的海洋充满了锂。虽然海水中的锂浓度很低,但巨大的海水体谅使它成为一个诱人的前景。目前的估计表明,我们的海洋拥有高达2300亿吨的锂。然而,挑战在于以具有成本效益的方式提取它。虽然目前与海水开采相关的成本高于陆基方法,但很难忽视从海洋中供应几乎取之不尽的锂的储量。普林斯顿大学的这种提取方法又可能使得海水提锂的性价比达到可以接受的区间。

论文:"Spatially separated crystallization for selective lithium extraction from saline water”, by Xi Chen, Meiqi Yang, Sunxiang Zheng, Fernando Temprano-Coleto, Qi Dong, Guangming Cheng, Nan Yao, Howard A. Stone, Liangbing Hu & Zhiyong Jason Ren, 07 September 2023, Nature Water

 

 

2023-09-11 08:31
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