美国发明这项捞锂技术：效率暴增成本大降，能改变全球锂格局？

天爱

锂是元素周期表中的3号元素，其单质是一种银白色的金属，由于锂的化学性质活泼，容易发生化学反应形成电流，并且密度小，质量轻，因此锂被认为是制造各种电池的理想选择，目前已被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车、储能系统等多种领域之中。

由于化学性质活泼，锂在自然界中只能以化合物的形式存在，所以我们想要在自然界提取到锂，还需要费一番周折。

就目前的情况来看，人类在自然界中能够提取到的锂，主要存在于盐湖卤水、地下卤水以及各种含锂矿物（如锂辉石、锂云母、磷铝石矿等）之中，传统的锂提取方法通常都需要占用大量的土地和时间，还要付出相对较大的环境代价以及成本。

比如说卤水萃取就需要建造一系列巨大的蒸发池，将含锂的卤水不断蒸发，直到锂浓度达到一定程度，然后再用化学方法进行分离和纯化。这个过程不但会占用大量的土地和时间，还需要消耗大量的水资源和能量，并且成本也比较高，还会造成土壤盐渍化、生态破坏等等问题。

所以人们也一直在致力于开发成本更低，效率更高，也更清洁的锂提取技术。一项发表在《自然·水》杂志2023年9月刊上的研究表明，一个来自美国普林斯顿大学的研究团队，发明了一种奇葩的绳子捞锂技术，根据研究人员的介绍，与传统的锂提取方法相比，这种技术效率暴增且成本大降，未来或将彻底改变全球锂格局。

这种技术的核心就是一种多孔的纤维，由它们编织成的绳子，其内部亲水，表面疏水，当这种绳子浸入含锂的卤水中时，水分就会通过毛细作用沿着绳子向上运动，而当水分到达绳子的表面时，就会迅速蒸发，留下盐分，随着水分的不断蒸发，盐分的浓度越来越高，最终在绳子上形成氯化钠和氯化锂的晶体，可以方便地收集。

重要的是，这种绳子捞锂技术除了能浓缩盐分之外，还能够实现锂和钠的自然分离，这是由于它们的物理性质不同造成的，简而言之，钠盐的溶解度较低，所以它会在绳子的下部结晶，而锂盐的溶解度较高，所以它会在绳子的上部结晶，这就使得研究人员能够分别收集锂盐和钠盐，而不需要像传统提取技术那样使用额外的化学物质。

尽管这个原理看上去很简单，但实现起来并不容易，实际上，研究团队花了大约两年的时间，进行了大量的实验和优化，才找到了合适的纤维材料和结构，这种纤维主要由聚丙烯和聚乙烯两种塑料混合制成，它们的比例和温度会影响纤维的亲水性和疏水性。

研究人员通过调整这些参数，使得纤维的内部具有足够的亲水性，可以有效地吸收水分，而纤维的表面具有足够的疏水性，可以防止水分在表面停留，从而加快蒸发速度。

此外，研究人员还通过改变纤维的直径和密度，来控制绳子的毛细作用和蒸发效率，他们发现，较细的纤维和较稀的绳子可以提高水分的上升速度和蒸发速度，但是也会降低绳子的稳定性和强度，在经过大量的实验之后，他们才找到了一个平衡点，进而达到了相对最佳的提取效果。

此项技术已经实验室中被证实是有效的，研究人员使用了多种卤水，其中含有不同浓度的锂和钠，实验结果表明，绳子上的锂盐和钠盐可以很好地分离，并且绳子上的锂盐和钠盐的含量和纯度，符合他们事先的预期。

研究人员表示，这种绳子捞锂技术至少具备4种优势：

1、可以大幅减少锂生产所需的土地面积，如果设计合理，估计可以比传统的蒸发池少用90%的土地面积量，而付出的环境代价以及成本也将因此大幅减少。
2、可以大大缩短锂生产所需的时间，因为绳子上的水分蒸发速度比蒸发池中的水分蒸发速度快得多，根据实验所得的数据可以估算出，使用这种技术，从卤水中提取锂的效率将比传说的蒸发池高出20倍左右；
3、使用绳子捞锂技术提取到的锂，其提取率也有相当大的提升，与传统的蒸发池相比，根据实验所得的数据可以估算出，从含锂浓度为200毫克/升的卤水中提取锂，可以达到90%的提取率，而传统的蒸发池通常只能达到50%左右。
4、可以在较低浓度的锂资源中有效地提取锂。

正因为这些优势，该团队才认为此次发明绳子捞锂技术，将会使我们提取锂的效率暴增且成本大降，同时对环境的影响也会大幅降低。

研究人员表示，这项技术还有很大的改进空间和应用潜力，他们计划在未来的研究中，进一步优化纤维的材料和结构，提高绳子的稳定性和耐久性，以适应更低浓度的锂资源，在技术成熟的情况下，未来我们将可以利用这项技术直接在海水中大量地提取锂。