科学家找到更快、更环保开采“白色黄金”方法

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锂被称为“白色黄金”，是电动汽车电池的关键金属，全球对锂的需求一直居高不下。目前，锂的大部分来自智利、阿根廷和玻利维亚等地的巨大蒸发池。公司从地下蓄水层抽取含盐的含锂盐水到巨大的浅池中，通过太阳蒸发大部分水，以浓缩锂离子。然后，他们混合化学物质，使锂以固体碳酸锂的形式沉淀出来。这种方法可能比从岩石中开采锂更有利可图，但太阳能蒸发过程可能需要一年多时间，而且蒸发池在脆弱的沙漠中蔓延数百平方公里，建造和维护成本高昂。

现在，研究人员正试图用电力取代阳光。电方法通常依赖于两个腔室，一个充满源盐水，另一个充满纯净水。每个腔室都有一个电极，腔室由一层膜隔开，膜只允许某些离子通过。水室中电极的电流使水分子分裂，产生氢气和带负电荷的氢氧根离子，氢氧根离子吸引盐水中带正电荷的锂离子，将它们吸引到膜上。与此同时，在盐水的一侧，水失去电子到电极上，产生氧气。这些步骤可以在连续的电池中重复，直到水那边的锂足够集中，可以沉淀出来。

这个想法并不新鲜，但它存在问题。这个装置消耗了大量的电力，其中大部分用于造氧反应，而氧气反应非常缓慢。另一个缺点是，盐水室中的氯离子也会在电极上缓慢反应，形成氯气，这是一种危险的有毒气体。

美国斯坦福大学的研究人员最近在《物质》（Matter）杂志上报道了一种解决这些问题的方法。当锂被吸入设备的水室时，研究人员捕获产生的氢气，并将其输送到盐水一侧，其中加入了氢氧化钠（一种用于制造肥皂的廉价化合物）。添加剂释放氢氧化物离子，只需很小的电压差就能与注入的氢反应生成水。这将整个过程的电力需求减少了80%，并首先防止了氧气的形成。