從電動汽車到大型儲能電站，鋰作為充電電池的核心金屬，早已躋身現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)鏈中最不可或缺的“硬通貨”之列。伴隨電動車市場持續(xù)井噴，疊加全球可再生能源儲能浪潮，鋰的需求正逐年攀升。然而，傳統(tǒng)開采方式效率不高，其能耗與環(huán)境代價更令人憂心。

據(jù)英國《自然》網(wǎng)站7月30日報道，一波創(chuàng)新技術正在為鋰開采帶來變革：讓資源獲取更可持續(xù)，使經(jīng)濟與環(huán)保得以兼得。

傳統(tǒng)方法效率低耗水多

國際能源署數(shù)據(jù)顯示，去年電動汽車銷量已占全球汽車市場的四分之一。高盛集團數(shù)據(jù)則顯示，到2035年，電動汽車將撐起全球汽車銷量的半壁江山。鋰電池更被譽為電動汽車的“心臟”，直接決定車輛的續(xù)航里程、動力性能與安全性。

目前，全球約25%的鋰產(chǎn)自智利與阿根廷。開采多依賴傳統(tǒng)的“日光蒸發(fā)法”，即將天然富鋰鹽水從地下含水層泵入巨大的蒸發(fā)池，歷經(jīng)數(shù)月乃至數(shù)年的日曬風吹，使鹽水逐步濃縮并析出鋰鹽。這一工藝雖歷史悠久，卻弊端重重。鋰鹽溶解度偏低，結晶漫長，高達50%的鋰可能被困于蒸發(fā)池內(nèi)，回收率低，更關鍵的是，后續(xù)凈化鋰金屬仍需消耗大量淡水。

美國內(nèi)華達大學冶金工程研究專家伊赫桑·瓦希迪表示，礦區(qū)多地處干旱少雨之地，鋰提取對淡水的巨大需求，勢必波及周邊生態(tài)與居民生計。

澳大利亞莫納什大學科學家王煥庭也認為，淡水短缺與效率低下，是傳統(tǒng)鋰提取工藝的致命桎梏。此外，也有科學家提醒，開采鋰鹽礦還可能破壞當?shù)氐臐竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)。

選擇性提取可精準捕獲鋰

面對困局，選擇性鋰提取技術異軍突起。這類技術借助膜分離、溶劑萃取與電化學法等多種手段，從鹽水中有選擇性地精準捕獲鋰離子。

例如，王煥庭團隊在今年6月出版的《環(huán)境科學與技術》雜志上發(fā)表論文，展示了一條全新的提鋰路徑：先將鹽水蒸發(fā)，使其形成固體鹽混合物;再利用鋰鹽與共存鹽在乙醇、丙酮等揮發(fā)性有機溶劑中的溶解度差異，選擇性溶解鋰鹽，從而分離出鋰。全程不消耗淡水，實驗室數(shù)據(jù)顯示鋰回收率約為95%。

值得一提的是，該方法有效攻克了從鹽水基質(zhì)中去除硼和硫酸鹽的長期挑戰(zhàn)，助力高純度鋰的生產(chǎn)。當該過程與界面太陽能蒸發(fā)技術相結合時，更能加速提鋰過程，且溶劑回收率超過99%。所謂界面太陽能蒸發(fā)技術，就是讓太陽光的熱量集中作用于液體最表層，而非均勻加熱整桶液體，如此可用更少的能量更快地讓溶劑蒸發(fā)并被回收。

王煥庭表示，這項技術可用于回收工業(yè)廢物流和采礦殘留物中的鋰，使原本可能被浪費的資源重獲新生。

澳大利亞皇家墨爾本理工大學材料科學家彼得·謝雷爾評價稱，與傳統(tǒng)方法相比，這一新技術具有鋰和溶劑回收率高、淡水消耗極低等顯著優(yōu)勢。不過，該技術若要走向工業(yè)化落地，仍需跨越成本與規(guī)模這兩道坎。

值得一提的是，2024年，莫納什大學與昆士蘭大學科學家攜手在《自然·可持續(xù)性》雜志刊發(fā)論文，介紹了一種名為“EDTA輔助松散納濾”的鋰提取技術。該技術可從鹽湖鹵水中高效提取鋰，提取率高達90%，耗時從數(shù)年縮短至幾周，并能產(chǎn)出淡水作為副產(chǎn)品。具體而言，該方法先從原材料中同時提取鎂和鋰，然后借助納米過濾技術，利用選擇性螯合劑讓鎂與鋰分離，得到的鎂質(zhì)量高，可作為有價值的副產(chǎn)品出售。

熱分離技術以溫度“馭鋰”

澳大利亞初創(chuàng)公司Soret Tech另辟蹊徑獲取鋰，其原理是：多數(shù)離子遇熱逃逸，鋰離子卻偏偏喜高溫，對此，他們巧妙構建溫度梯度場，讓鋰離子在熱流中有序“列隊析出”。如此一來，無需龐大蒸發(fā)池，淡水損耗與土地占用均大幅削減。

公司創(chuàng)始人托雷斯暢想，未來該技術可延伸至海水淡化廠的濃鹽水，讓鋰礦開采的經(jīng)濟性再上層樓。

不過，謝雷爾也冷靜提醒道，上述方法雖具成本效益，但前期需要巨額資本投入。能否規(guī)模化商用，仍然是未知數(shù)，不過，其展現(xiàn)出的潛力確實令人興奮。

從溶劑萃取的精準“捕撈”，到熱分離的“溫度魔法”，創(chuàng)新技術正悄然重塑鋰的開采方式。在這些變革中，資源利用效率與環(huán)保訴求得到重視，鋰的獲取也因此變得更加經(jīng)濟環(huán)保。