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美國發明奇葩繩子撈锂!成本降低效率增加,或徹底改變全球锂格局

作者:森羅萬象原創

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美國發明奇葩繩子撈锂!成本降低效率增加,或徹底改變全球锂格局

引言

在全球锂資源争奪日益激烈的今天,一場由美國普林斯頓大學引領的技術革命正在悄然改變着锂行業的遊戲規則。

近日,該大學土木與環境工程教授任志勇上司的科研團隊,成功研發出一種名為“繩子撈锂”的新型锂提取技術,不僅極大地降低了生産成本,而且顯著提高了生産速度,有望徹底颠覆傳統的锂提取模式,引領全球锂産業走向新的發展階段。

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什麼是锂

锂是一種銀白色的金屬,具有金屬光澤。在新鮮狀态下,锂的外觀非常柔軟,硬度且非常小,是堿金屬中最軟的金屬之一,可以用刀輕易切割。

锂還具有很好的延展性和可塑性,還是一種良好的導體,锂的這些實體性質使得它在電池、陶瓷、玻璃等領域具有廣泛的應用前景。

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锂具有相當的經濟價值,主要展現在其作為新能源産業鍊的核心原料、巨大的市場需求以及技術進步和新型儲能技術的應用等方面。這些因素共同推動了锂資源的價格上漲和其在全球能源結構中的重要地位。

  • 锂是新能源産業鍊的核心原料:锂是新能源産業鍊上的主要原料,特别是在電動車和儲能領域。電動車的電池成本中,锂礦锂鹽占據了相當大的比重,大約占電池原料成本的40%至50%。锂資源的價格對全産業鍊的降本增效具有關鍵作用。
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  • 锂的市場需求巨大:随着全球對可再生能源和清潔能源的需求增長,锂的市場需求也在不斷增加。預計2023至2025年全球磷酸鐵锂正極材料的需求量将分别達到111萬噸、167萬噸和237萬噸,年複合增長率高達53.13%。
  • 锂在技術進步和新型儲能技術的應用:锂在新型儲能技術中占據主導地位。以現有工業水準,锂電池是電廠配置儲能的首選,具有技術路線确定性強和商業效用高等優點。根據國家能源局的相關統計資料,2022年全國新增裝機技術中,锂離子電池儲能技術占比高達94.2%。
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傳統提取锂的方式

由于提取方法的局限,目前對于锂的使用無法擴大規模,傳統的锂提取方法,如鹵水蒸發法、礦石提取法等,往往需要占用大量的土地和時間,同時還要付出高昂的環境代價和成本。

例如,鹵水蒸發法需要建造巨大的蒸發池,将含锂的鹵水不斷蒸發濃縮,直至锂濃度達到一定程度後,再通過化學方法進行分離和純化。這種方法不僅占地面積大,而且耗水量和能耗高,對環境造成嚴重的污染。

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“繩子撈锂”技術的原理與優勢

為了解決傳統锂提取技術的弊端,将锂運用到更多領域、産生更高價值,美國普林斯頓大學發明了“繩子撈锂”的提取技術。

“繩子撈锂”技術的核心是一種特殊的多孔纖維材料。這種纖維材料具有親水的内部和防水的表面,當将繩子浸入含锂的鹵水中時,水會通過毛細作用向上流動,并在繩子表面蒸發。

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随着水分的蒸發,鹽離子被留在繩子上,最終形成氯化鈉和氯化锂晶體,可以輕松地收集起來。由于鈉鹽溶解度較低,會在繩子下端形成,而溶解度較高的锂鹽則在上部形成,進而可以輕松地分離,無需使用更多的化學物質。

與傳統锂提取技術相比,“繩子撈锂”技術具有顯著的優勢。首先,該技術可以大幅減少锂生産所需的土地面積。

據估算,如果使用“繩子撈锂”技術,可以比傳統的蒸發池少用90%的土地面積,進而極大地降低了對土地資源的占用。其次,該技術可以顯著縮短锂生産所需的時間。

由于繩子上的水分蒸發速度比傳統蒸發池中的水分蒸發速度快得多,是以使用“繩子撈锂”技術可以大大縮短提取锂所需的時間。據實驗資料估算,使用該技術提取锂的效率将比傳統方法高出20倍左右。

由于“繩子撈锂”技術能夠實作鈉和锂的自然分離,是以可以提高锂的提取率,降低生産成本。最後,該技術還具有環保性。由于減少了水資源的使用和能源消耗,是以其環境代價也會大幅降低。

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“繩子撈锂”技術的應用前景

“繩子撈锂”技術的發明,不僅為锂行業的可持續發展提供了新的解決方案,也為全球锂資源的開發和利用開辟了新的途徑。随着技術的不斷成熟和優化,未來“繩子撈锂”技術有望在更多領域得到應用和推廣。

首先,該技術可以應用于廢棄油井、地熱鹽水等濃度較低的锂資源提取。由于“繩子撈锂”技術具有有效提取低濃度锂資源的能力,是以可以使得更多的锂資源得以利用,緩解全球锂資源緊張的局面。

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其次,該技術還可以用于海水提锂。地球海洋中的锂儲量高達2600億噸,如果能夠利用“繩子撈锂”技術從海水中提取锂,将極大地拓展锂資源的來源,降低锂的生産成本。這對于推動新能源汽車、儲能等領域的發展具有重要意義。

此外,“繩子撈锂”技術還可以與其他技術相結合,形成更加高效、環保的锂提取工藝。例如,可以與太陽能、風能等可再生能源相結合,利用可再生能源産生的電力進行锂提取,進一步降低能耗和排放。

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結語

“繩子撈锂”技術的發明,标志着锂行業進入了一個新的發展階段。該技術不僅具有顯著的經濟效益和環保效益,而且具有廣闊的應用前景和發展潛力。

随着技術的不斷成熟和推廣,未來“繩子撈锂”技術有望在全球锂産業中發揮更加重要的作用,引領全球锂行業走向更加綠色、高效、可持續的發展道路。

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