这项技术的重点不在于提高锂产出量,而在于简化分离流程并降低环境负担。来源:InsideEV

一种仿生分离膜技术有望以更快、更环保的方式从原料中分离出电动汽车电池关键材料锂。在提高锂离子分离选择性的同时,该方案还可减少危险化学品和溶剂的使用。若未来实现商业化,或将有助于降低电池材料供应链的环境负担。

据电动汽车媒体 InsideEV 当地时间10月28日报道,美国得州大学奥斯汀分校研究团队开发出一种基于人工纳米通道的分离膜,其设计灵感来自活细胞内的离子传输机制。该膜可选择性透过锂离子,并截留其他成分,目标是简化现有提锂工艺中复杂的分离步骤。

目前,锂的来源主要包括硬岩矿开采、盐卤提取以及废旧电池回收。但无论采用哪种来源,原料中通常都含有多种杂质,分离与精炼都是必不可少的环节。相关流程往往耗时较长、成本较高,同时也伴随着化学品消耗和废弃物处理等环境压力。

为解决上述问题,研究团队设计了纳米级人工通道,并将其集成到分离膜中。通过调控通道的化学特性,研究人员放大了锂离子与其他离子之间的相互作用差异,从而实现锂离子的选择性透过,并阻挡不需要的物质。研究团队表示,这一工艺方向旨在减少对危险化学品和溶剂的依赖。

得州大学奥斯汀分校土木、建筑与环境工程系教授 Manish Kumar 表示,锂被广泛应用于手机、汽车和电力系统,但如何在降低环境负担的前提下完成提取,仍是行业面临的一项难题。团队此次研究的重点,是构建一种较现有方法更快、更清洁、也更易操作的分离流程。

研究还提出,这项技术未来有望拓展至锂以外的其他关键矿物分离。研究人员 Harekrushna Behera 表示,团队已建立起一套用于理解“离子与通道入口化学作用”的设计基础。通过调节通道的化学特性,除锂离子外,未来也有可能开发出对其他矿物离子具备选择性的分离膜。

不过,这项技术距离产业化应用仍有距离。研究团队接下来需要验证,实验室条件下获得的分离性能能否在工业化放大后继续保持,同时还需评估其长期运行稳定性和生产成本。在真实原料所包含的复杂组分环境中,能否同时兼顾分离选择性与处理效率,将成为商业化落地的关键。

随着电动汽车渗透率提升和电池需求持续增长,锂供应链关注的重点已不再只是扩大开采规模,也包括提高精炼效率和降低环境影响。尤其是在盐卤和废旧电池等成分复杂的原料体系中,若能实现高效分离锂离子,将有助于提升资源利用效率。

总体来看,这项技术的最终价值,将取决于其能否切实减少化学品和溶剂使用,并在工业规模下复制实验室阶段的性能表现。若后续研究进一步证明其经济性和稳定性,这种仿生分离膜有望成为降低提锂工艺环境负担的一种新方案。

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