在阿根廷、玻利維亞和智利三國交界的安地斯山脈高處，白色的鹽灘綿延數千公里。在這些平原下，蘊藏著全世界58% 以上的鋰。幾十年來，生產商提取鋰的方法是將水抽到地表，讓其蒸發，直到鋰鹽濃縮到足以過濾為止。這個過程需要12 到18 個月，會留下一堆含有其他金屬的廢料。這也會蒸發近200 萬公升當地水資源，對原住民社區造成傷害。

根據CleanTech Lithium 公司的數據，隨著電動車和儲能市場的加速發展，到2040 年，鋰的需求量將增加20 倍以上。為了跟上市場步伐，許多公司正在開發從鹵水中化學或物理過濾出鋰並將鹵水注入地下的工藝。這些直接鋰萃取（DLE）技術只需數小時，而不是數月，可將現有鹵水作業的鋰產量提高一倍。根據高盛公司最近的一份報告，與頁岩開採石油一樣，直接鋰提取技術是”改變鋰供應遊戲規則的潛在技術”，因為它可以釋放新的鋰資源。但與頁岩開採的風險相比，DLE 能帶來環境效益，減少土地和水的使用，減少浪費。

總部位於卡加利的Summit Nanotech 公司技術長傑里米-帕特（Jeremy Patt）說：「我們抽取鹽水，只取出鋰，然後把鹽水放回地下。目標是不添加任何化學物質，也不改變鹽水的溫度或pH 值。這樣就能以最小的干擾獲得更多的鋰。”

一輛標有Summit Nanotech 的大型白色拖車被大型儲罐和其他設備包圍著。在Summit Nanotech 位於智利阿塔卡馬沙漠的直接提鋰試驗工廠，設備拖車後面的儲罐中裝有六個試驗項目客戶的鹽水，用於提鋰。

Summit 是十多家年輕公司中的一家，這些公司正在試驗新的直接鋰萃取工藝，計劃最早在2025 年實現商業化生產。世界頂級鋰生產商Albemarle 和SQM 計劃在今年測試自己的DLE 技術。在中國，一些商業項目已經採用了中國DLE 創新者新日新公司的技術。

同時，汽車製造商們也在排隊確保DLE 鋰供應： 通用汽車支援總部位於德州奧斯汀的EnergyX公司和特斯拉的鋰供應商Livent公司，後者在阿根廷擁有一家DLE工廠，而BMW則從Livent公司購買鋰，並投資了加州新創公司Lilac Solutions。智利在4 月宣布，所有來自私人合作夥伴的新鋰計畫都必須加快DLE 技術的商業化。

目前，大多數DLE 專案都依賴吸附技術。其原理是將鋰分子吸附在由精心挑選的材料和物理結構製成的微珠表面。目前，大多數公司使用的是60 年前首次發明的鋁吸附劑的變體。

帕特解釋說，Summit Nanotech 公司的鋁基微粒具有高孔隙率，其表面設計可與鋰離子發生電子相互作用。孔隙的直徑與鋰離子相當，這有助於從鹽水中捕捉90% 以上的鋰，而傳統蒸發法只能回收40% 到65%。Summit 公司用幫浦將鹽水從幾十英尺高、幾英尺寬的柱子中抽出，柱子中裝滿了吸附劑。一旦吸附劑裝滿鋰，金屬就會被溫水沖走，剩下的吸附劑可以重複使用，水也可以再循環利用。”我們專有的吸附劑和水回收製程是我們的兩大技術支柱，”Patt 說。

他說，在公司成立後的五年裡，Summit 不斷提高技術水平，並將其應用於智利聖地牙哥的試驗工廠。目前，該公司正在建造一個示範工廠，每天可處理25 立方公尺的鹽水，並正在製定首個商業工廠的計畫。

Livent和SunResin使用自己的鋁吸附劑。據高盛稱，自2017年以來，已有三家中國鋰生產商使用了SunResin的技術，另有五個項目正在進行中。

而Livent公司則是第一家，早在1998年就已將DLE投入商業應用。該公司將鹽水濃縮在小池塘中，然後再透過DLE 製程進行處理，與傳統的蒸發池相比，使用的土地和水更少。該公司在2019 年將年產量提高到2.7 萬噸，並計劃在2026 年再生產5 萬噸。

加州新創公司Lilac Solutions 正在採用不同的DLE 方法，即離子交換法。該公司執行長大衛-斯尼達克（David Snydacker）說，公司使用的微珠看起來就像吸附珠，但行為完全不同。這種微珠能吸收鋰，以交換氫離子。然後，公司使用稀酸將鋰沖洗出來。

離子交換是一種常見的工藝，用於家庭軟水器等日常用途。但開發更有用的鋰離子交換材料一直是終極目標，Snydacker 說。”20年來，大公司一直在努力使離子交換發揮作用”。只有陶瓷材料才能以高選擇性吸收鋰，但挑戰在於如何製造出經得起鹽水和酸洗的耐用陶瓷。他說，雖然先前的陶瓷離子交換材料在使用10 個週期後就會降解，但Lilac 的材料可以使用2000 多個週期。

澳洲鋰開發商萊克資源公司（Lake Resources）目前正在兩個偏遠的專案現場試用Lilac 的技術，福特公司已簽署協議，每年從其中一個專案中購買25,000 噸鋰。斯尼達克說，Lilac 正在”世界上最大的鋰資源之一」安裝第三個試驗工廠，並將在未來幾個月內宣布其他大型客戶專案。

加拿大和美國的油氣公司經常開採含鋰鹽水，但這些鹽水每公升僅含30 至40 毫克鋰，僅為智利鹵水的3% 至4%。卡加利新創企業伏特鋰公司（Volt Lithium）總裁兼執行長亞歷克斯-懷利（Alex Wylie）說，這對於現在的吸附劑來說實在太少了。

大型銀色設備罐與連接它們的管道。伏特鋰公司的試驗工廠設備在進入直接鋰提取（DLE）製程前對鹵水進行處理。

為了利用這些油田鹵水，伏特鋰業公司開發了5 微米寬的鋰吸附化合物微珠，他們將微珠暴露在鹽水中，首先從鹵水中去除其他污染物。這種微珠比其他公司使用的顆粒小得多，他說：”因此我們的表面積要大800 倍，這使我們能夠從低濃度水中提取鋰。

伏特公司位於阿爾伯塔省西北部的彩虹湖鋰計畫最近進行的試點測試表明，這種材料可以從濃度低至每公升34 毫克的水中提取90% 的鋰。測試是在該公司位於薩斯喀徹溫省里賈納的試驗工廠進行的。沃爾特鋰業公司目前正在建造一個示範工廠，將對來自北美各地的滷水進行測試。

該公司的團隊包括幾位石油和天然氣行業的校友，並專注於油田鹽水。”基礎設施已經到位，”他說。”這是件大事。鹽水中的鋰每天都在生產，只是沒有被提取出來。”

根據《金融時報》報道，石油和天然氣產業的重量級企業開始涉足鋰業。埃克森美孚（ExxonMobil）最近在阿肯色州購買了含鋰的鹽鹵礦床，雪佛龍（Chevron）也考慮生產鋰。

清潔技術集團（Cleantech Group）的分析師霍利-斯托爾（Holly Stower）說，美國政府對開發國內多種鋰資源的能力特別感興趣。她說：”隨著美國向低碳經濟轉型，能源部希望確保他們擁有穩定、安全的鋰供應，能夠抵禦地緣政治風險，而DLE 能夠實現這一點。”

能源部正在投資數百萬美元開發新的DLE 技術，以便從美國的地熱鹵水中提取鋰，例如加州的薩爾頓海，根據美國國家可再生能源實驗室估計，薩爾頓海每年可提供超過24000 公噸的鋰。能源部為EnergyX 公司提供了最大一筆500 萬美元的資金，通用汽車公司也為該公司提供了5,000 萬美元的資金。該公司正在使用一種混合技術，包括吸附技術和一種獲得專利的奈米技術薄膜，幾乎可以在一兩天內立即分離出鋰。

目前還不清楚哪種DLE 技術會勝出。她說：”就客戶的需求和技術所能提供的服務而言，目前還沒有明顯的贏家。”但高盛分析師雨果-尼古拉奇（Hugo Nicolaci）表示，目前正在試用的所有DLE 分離技術都已用於其他用途，這應該會加快商業化進程。”預計第一波真正意義上的DLE 專案將在十年後出現”。