近年来，锂的需求激增，锂离子电池成为我们生活中不可或缺的部分。然而，尽管美国、欧洲和澳大利亚等地拥有丰富的锂资源，但中国在全球锂精炼市场中占据主导地位。提取这些地区的锂的最大障碍在于如何从硬岩矿物中提取出有用的锂。当前，锂的硬岩提取过程耗能且产生大量废物，成本远高于从盐水中提取锂的方式。传统的硬岩锂提取方法需要在超过1000摄氏度的高温下烘烤矿石，并通过化学浸出提取锂，而矿石的其余部分则被丢弃。
现在，麻省理工学院及其他机构的研究团队开发了一种低温提取电池级锂的新工艺，该工艺使用液体试剂将矿石溶解为有用的成分：不仅包括电池级锂盐，还包括冶炼级铝土矿和水泥级二氧化硅。提取矿物后，溶剂和试剂可以回收再利用，这使得废物水平接近零。研究人员估计，该闭环工艺的成本仅为传统硬岩锂提取的一半，并可能使其与盐水提取锂的成本具有竞争力。相关论文已在《科学》期刊上发表，研究团队已通过麻省理工学院的衍生公司Rock Zero开始商业化这一技术。
“到2040年，我们需要将全球锂的生产量提高四倍，这意味着需要数百个新的锂生产资产，”作者Camden Hunt表示。研究的灵感源自于一次浴室装修，研究团队通过回忆起25年前的一种玻璃蚀刻剂，设计出一种新方法来化学分解最常见的锂矿石——锂辉石。研究人员利用氟化铵的混合物，能够在室温下溶解锂辉石矿石，这代表着在传统高温处理方法上的一次突破。
研究团队分离出锂氟化物、锂氢氧化物和锂碳酸盐等锂盐，确保其符合电池级锂盐的纯度规格。通过开发新工艺来重用氟化铵和水，研究团队成功处理了17种不同来源的锂辉石，证明了其广泛适用性。
随着项目的推进，研究团队还评估了新系统的商业可行性，计算出全球是否有足够的锂辉石以满足100太瓦时的电池生产需求。最终，研究人员相信这种方法将成为提取锂的最低能耗、最低成本的方式，推动能源转型。该研究得到了美国能源部高级研究项目局（ARPA-E）、麻省理工学院气候赠款挑战项目及国家科学基金会的支持，并利用了麻省理工学院的纳米设施。
博主点评： 这个研究不仅在技术上具有重大突破，更在全球锂供应链的重塑上具有深远意义。通过降低能耗和成本，MIT的这一新工艺可能将彻底改变锂市场的格局，推动可持续能源的快速发展。值得关注的是，如何进一步商业化并优化这一过程，将是未来的关键挑战。