Potosi, Bolivia. 13th Feb, 2020. Bolivian Salar de Uyuni is the world's largest salt flat, and one of the top's bolivian touristic atraction, with 10,582 square kilometers (4,086 sq mi). It is in the province of PotosÃ- in southwest Bolivia, near the crest of the Andes at an elevation of 3,656 meters (11,995 ft) above sea level.The crust serves as a source of salt and covers a pool of brine, which is exceptionally rich in lithium. It contains approximatively 50% to 70% of the world's known lithium reserves. However, lithium extraction in the 1980s and 1990s by foreign companies met strong o

全球各国都在争夺锂元素,这种元素对高性能电池至关重要,而高性能电池在电子产品、电动汽车和可再生能源系统中迫切需要。专家表示,传统的锂储备预计将在2080年之前耗尽。此外,目前的锂开采被认为极其有害环境、耗能且艰难。因此,科学家们正积极寻找新来源。在两项研究中,研究人员报道了他们开发的直接从稀盐水中提取锂的新方法,其中包括海水。他们的研究结果发表在《科学》期刊上。

膜过滤器从盐水中提取锂离子
第一项研究由宋扬(Yan Song)及其同事完成。团队提出了一种通过太阳能将蒸发过程转化为直接锂提取的方法。团队选择了一种名为STLES(solar transpiration-powered lithium extraction and storage,太阳蒸发驱动锂提取和存储)的方法,而不是加速池面蒸发。

利用阳光,通过植物般的蒸腾过程产生压力,通过一种漂浮在盐水表面的膜装置。带有铝纳米颗粒的膜过滤盐水中的锂离子,而另一部分则存储沉积的锂盐。据作者称,STLES是被动运作的,因此成本、能源和碳排放效率高,并且可在许多现有的锂蒸发池中使用。电池灵感
由李真(Zhen Li)及其团队发表的第二篇《科学》文章探讨了一种无需蒸发或膜的电化学锂提取方法。

受锂电池工作原理的启发,团队使用磷酸铁电极和银/银卤化物氧化还原电极选择性地从盐水中提取锂离子,并将其释放到淡水中。尽管如此,作者指出额外的净化步骤仍是必要的。前景可期,但仍需改进
在智利的阿塔卡马沙漠或玻利维亚的尤尼沙漠中,锂的开采破坏了具有无法估量生态价值的独特栖息地。盐湖中的储量很大,但损害是无法逆转的。

西班牙萨拉戈萨大学的机械和热机教授Alicia Valero Delgado在回应西班牙科学媒体中心的采访时表示:“因此,从盐水中提取锂是一种有趣的替代方案。”她未参与当前研究。迄今为止,公司因成本特别是能源成本高而未利用这种方法,Delgado继续说道:“如果如文章所提议的那样,大幅降低能源成本,前景非常乐观。”并未参与研究团队的工程科学家Martina Gamba持类似观点。

她对科学媒体中心表示赞赏这一简单且易于扩展的设计。但阿根廷国家拉普拉塔大学矿产和陶瓷资源技术中心的研究员提出:“未明确计算出该过程所需的淡水量。”但在阿塔卡马沙漠等地区,水资源稀缺。阿根廷国家实验室的Seth Darling在对研究的评论中指出:“对于南美的阿塔卡马沙漠等地的当地社区,水资源比锂更为宝贵。因此,新技术应优先考虑提高水的使用效率。”此外,还需克服技术障碍。

“此外,这些新方法的经济可行性尚不确定。”Darling说道。尽管如此,该领域的所有研究人员均一致认为:迫切需要一种更可持续、更有韧性的锂供应链,以确保未来人类能使用清洁能源。