
随着电动车普及与再生能源储能需求激增,素有「白色石油」之称的锂,攸关所有充电电池技术的金属的需求量持续攀升,但传统采矿方式对环境冲击显著,一波创新技术正试图让锂的提取更加环保永续。
国际权威期刊《自然》(Nature)报导,国际能源署(IEA)数据显示,电动车去年已占全球汽车销量逾25%,该机构预测,2035年电动车对锂的需求量将达约66万5千公吨,但现有及规划中的采矿计划产能仅约45万公吨,缺口显著。澳大利亚莫纳什大学(Monash University)化学与生物工程师李志高表示,再生能源储电系统对锂电池的需求,将进一步加剧这项压力。

目前约25%的锂供应来自智利与阿根廷。当地业者从地下含水层抽取天然富锂盐水,注入大型蒸发池,经数个月乃至数年的日晒风吹使盐水浓缩,再回收含锂盐类。
莫纳什大学研究员王欢廷教授(Huanting Wang)指出,这套流程有两大致命限制:耗水量庞大、提取速度缓慢,且由于锂盐是最后才析出的成分,蒸发过程中最多有50%的锂残留在池中无法回收,还需要额外淡水进行纯化。

美国内华达大学(University of Nevada)冶金工程学者瓦希迪(Ehsan Vahidi)指出,盐水矿床多位于本已干旱的地区,耗水问题格外严重,蒸发池采矿也对当地原住民社区与湿地生态系统造成冲击。
「直接提锂」(DLE)是各研究团队与企业正积极探索的替代方案,利用薄膜、溶剂与电化学程序,从盐水中选择性提取锂离子。
王欢廷的研究团队提出了其中一种可能路径:先将盐水蒸发形成固态盐类混合物,再以丙酮与乙醇选择性溶解锂盐,同时保留大多数其他化合物。上月发表的实验室研究显示,这套流程可回收约95%的锂,淡水用量也大幅低于传统方法。

研究人员表示,这套方法还可与太阳能系统结合,捕捉并冷凝蒸发的水分加以循环利用,溶剂也可回收再用;未来更有潜质用于回收工业废料与采矿残渣中的锂。
墨尔本皇家墨尔本理工大学(RMIT University)材料科学家谢瑞尔(Peter Sherrell)认为,这项技术在锂回收率与溶剂可循环使用方面具备多项优势,但能否吸引业界投资并推进至实际应用,仍有待观察。








