想让电池更环保？从收集“海锂”做起

助理教授Chong Liu领导的团队开发了一种新型电极，可通过电化学插层方式从海水中提取锂。

专业人士估计，到2030年底，电动汽车的发展将使锂的需求量增加5倍左右，需求的骤增促使多家公司开始寻求新的锂元素来源。美国芝加哥大学的助理教授Chong Liu认为，人类可以通过收集“海锂”，弥补上述缺口。

目前，全球大约75%的锂产自阿根廷、玻利维亚和智利之间的“锂三角”地区。工程师通过将盐水泵入露天盆地提取锂。然而，该过程非常漫长，通常需要一年。研究人员也尝试过从其他来源获取锂，但大多数方法都会付出环境代价。

现在，由Liu领导的团队开发了一种新型电极，可通过电化学插层过程从海水中提取锂。虽然该研究仍处于早期研究阶段，但它很可能是最具可持续性的获取锂的方法。Liu说：“我们希望开发一种尽可能环保的采锂方法。由于我们使用的是电化学方法，完全避免了对高温或强酸的需求，可持续性非常突出。此外，新方法还具有良好的单离子选择性。”

新方法与电磁铁吸引黑色金属的原理相似。虽然电化学插层不存在磁性吸引作用，但电场能够吸引离子。研究人员将电极阵列浸入海水中吸附锂，然后将其转移到储罐中。

为了让电极能捕获特定元素，Liu等在分子水平上设计了高度特异的电极材料。即便如此，电化学插层法仍然面临诸多挑战，例如：海锂的含量非常低，仅约百万分之0.2。提取技术必须非常高效，才能以合适的速度获取锂。此外，为了使电极满足工业规模应用，Liu还需要筛选出具有良好选择性、并且高度耐用的材料组合。

Liu在设计层面考虑到了所有这些挑战。她的团队已经大大缩小了候选材料的范围，并且正在用机器学习技术进行完善。她希望在未来十年内建立起全新的、完全可持续的锂获取系统。Liu说：“我期待在10~20年内看到运输行业的彻底转变。要实现这个目标，我们必须让电池制造方方面面的过程更加环保。”
 

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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

原文链接：

https://scitechdaily.com/collecting-lithium-from-seawater-to-meet-demand-for-batteries/

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