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美國研究人員從受污染的水中提前鋰可降低電動汽車電池成本

時間:2021-09-10 08:48來源:蓋世汽車作者:Fairy

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鋰提取（圖片來源：得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）

手機(jī)、筆記本電腦或者電動汽車都需要依賴鋰，此種元素的需求量特別大。雖然全球的鋰供應(yīng)量十分充足，但是獲取和提取鋰仍是一個具有挑戰(zhàn)性且效率低下的過程。

據(jù)外媒報道，一個由工程師和科學(xué)家組成的跨學(xué)科小組研發(fā)了一種從受污染的手中提取鋰的方法。該項新研究能夠簡化從鹽水（鹵水）中提取鋰的過程，能夠大大增加鋰的供應(yīng)量，并降低為電動汽車、電子設(shè)備以及其他各種設(shè)備提供動力的鋰電池的成本。目前，人們通常利用太陽能蒸發(fā)技術(shù)從南美洲的鹽水中獲取鋰，該工程成本高昂，需要花費(fèi)數(shù)年的時間，而且在此過程中就會損失大部分鋰。

不過，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和加州大學(xué)圣芭芭拉分校的研究團(tuán)隊設(shè)計了一種薄膜，可以在鈉等其他離子上精確地分離出鋰，顯著提高了鋰元素的收集效率。

除了鹽水，石油和天然氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水中也含有鋰，但至今仍未得到開發(fā)。研究人員表示，得克薩斯州鷹灘頁巖油氣項目（Eagle Ford Shale）中采用的水力壓裂法制造的僅一周的水，就有可能生產(chǎn)出足夠300輛電動汽車電池或170萬臺智能手機(jī)使用的鋰。因此，該技術(shù)具有極大地發(fā)展機(jī)遇，可以極大地增加鋰的供應(yīng)量，并降低依賴鋰的設(shè)備的成本。

該項研究的核心是，研究人員利用冠醚制造了一種新型聚合物膜，冠醚是一種具有特定化學(xué)功能的配位體，可以結(jié)合特定的離子，此前從未作應(yīng)用于水處理膜或作為水處理膜的一部分被研究，不過，其能夠靶向水中的特定分子，而此種特定分子是鋰提取的關(guān)鍵成分。

在大多數(shù)聚合物中，鈉穿過膜的速度比鋰快。不過，在此類新材料中，鋰的移動速度比鈉快，而鈉是含鹽水中常見的污染物。通過計算機(jī)建模，研究小組發(fā)現(xiàn)造成此種情況的原因。鈉離子與冠醚結(jié)合，速度被減慢，而鋰離子仍未與冠醚結(jié)合，因而能夠更快地穿過該聚合物。

該項發(fā)明代表了膜科學(xué)發(fā)展的新前沿，因?yàn)樵摪l(fā)展需要各大學(xué)跨越聚合物合成、膜表征和建模模擬等領(lǐng)域進(jìn)行合作。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池電動汽車電池成本提鋰

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