吊繩減少了鋰收穫所需的時間和空間
雖然鋰可以在堅硬的礦石中找到,但它更多地是從含鹽量很高(又稱鹽水)的地下水中提取。由於採用了新的串聯式提取技術,鋰的提取工作很快就能變得更快、更環保。目前,富含鋰的鹽水必須被泵送到位於地表的人工池塘中,在那裡放置幾個月到幾年不等。在此期間,水本身會蒸發到大氣中,留下濃縮的鹽分。然後從這些鹽中提取鋰。

除了耗時長之外,這個過程還需要大量土地來建造大型蒸發池。此外,為了使如此大規模的開採在經濟上可行,大部分開採必須位於擁有大量地下鹵水鋰礦藏的少數幾個地方。這些地方還必須擁有促進蒸發的干旱氣候。

內華達州傳統的滷水蒸發池
考慮到這些缺點,普林斯頓大學的Z. Jason Ren 教授及其同事設計了一種新的鋰提取工藝。該方法可在不到一個月的時間內提取出可用的鋰,佔地面積約為池塘的10%,值得在存在少量鋰鹽水的各種地點使用。
該技術採用廉價的纖維素纖維纏繞而成的繩索。每根多孔纖維都有一個親水(吸水)核心,周圍是疏水(拒水)表面。這些纖維繩的陣列懸掛在充滿鹽水的水庫上,每根纖維繩的底端都浸入鹽水中。毛細作用會將液體吸入串的纖維核心,而這些纖維的表面則會將液體推向空氣中,使其含水量迅速蒸發。
因此,每根線繩最終都覆蓋著氯化鋰和氯化鈉晶體,可以用手採摘。幸運的是,鋰和鈉並沒有混合在一起。由於鋰鹽的溶解度很高,它們會在每串晶體的頂部結晶,而溶解度較低的鈉鹽(也有用)則會在底部結晶。

研究生楊美琪在檢查其中一根鋰提取串
科學家們已經展示了100 根串的設置,目前正在努力提高這項技術的效率。他們還成立了一家分拆公司–PureLi Inc,將這項技術商業化。

研究報告的合著者之一Sunxiang (Sean) Zheng 博士說:”我們的工藝就像把一個蒸發池放在一根繩子上,使我們能夠在大幅減少空間佔用和更精確控制工藝的情況下收穫鋰。如果規模擴大,我們可能會為環保型鋰提取開闢新的前景。”
有關這項研究的論文最近發表在《自然-水》(Nature Water)雜誌上。