锂(Li)在元素周期表中的排第三位,前两位是氢和氦,都是非金属元素,因此锂是所有金属中密度最小的,质量最轻的金属,同时锂也是元素周期表中,电极电势最低的元素,这些特点共同决定了锂,在电池领域具有无可替代的地位。
无论是现在三元锂,磷酸铁锂,还是液态锂,固态锂电池等等,本质上都是在原来的基础上不断优化,除此之外,锂在在工业、航空航天等其他领域也备受青睐,这让锂成为现代科技不可或缺的元素。但是由于锂的化学性质极为活泼,会迅速与氧气、水等物质发生反应,因此在自然界中从不会以单质形式存在。

我们想要提取的话,目前有两种传统的办法:分别是矿石开采和卤水蒸发。矿石开采就是将锂辉石等矿物先粉碎,再通过高温来烧,最后进行酸浸提取,可想而知,这一过程会产生大量废渣,而卤水萃取法则需要建造巨型蒸发池,让水分自然蒸发,每生产一吨锂要蒸发上千吨的水,还得占用大片土地,比如智利阿塔卡马盐沼的蒸发池,绵延数百平方公里,而且还得等上几个月甚至几年才能提取到锂。

并且,传统方法还有一个弊端,只能从浓度超过200毫克/升的优质资源中提取锂,据统计,海洋中蕴藏着2300亿吨的锂,但其中的锂浓度仅有0.14-0.25ppm,所以传统方法就没办法对这片区域进行开发。
不过近年来,美国普林斯顿大学的研究团队,搞出了一项“奇葩”的发明:“多孔纤维绳子”,它能够利用毛细作用和盐的溶解度,把锂从盐水中“捞”出来,不仅将提取锂的效率提升20%以上,还能使其成本大幅下降,预计可以减少90%的土地使用量和大量水资源的消耗,这很有可能彻底颠覆全球锂市场的格局。

想象一下,把一根绳子泡在盐水里,如同毛巾吸水一样,水会不断地往上爬,等水蒸发后,绳子上就会留下盐的结晶——更加神奇的是,锂盐和钠盐会自动分开,锂盐跑到绳子上面,钠盐留在下面。
看似普通的一根绳子,作用却如此强大,其实它的原理也非常简单。绳子是用聚丙烯和聚乙烯混合做成的多孔纤维绳,里面亲水(吸水),外面防水,当它泡进盐水后,水会通过毛细作用顺着绳子往上爬并快速蒸发,留下盐在绳子上结晶。

由于钠和锂的物理性质不同,它们会在不同的位置结晶,钠盐的溶解度低,会先在绳子下部结晶,锂盐的溶解度高,会继续往上走,最后在绳子上部结晶。这样,锂和钠就自然分开了,不需要再用任何化学试剂帮助它们分离,整个过程仅需不到一个月的时间,
更厉害的是,这根绳子不仅能从浓盐湖里捞锂,连低浓度的卤水也能提取,比如废弃油井或地热水,这些地方过去都被人们认为其中的锂资源又少、又稀,根本不值得商业化开发。这就意味着,全球能开采的锂资源瞬间多了起来,连以前不值一提的地方都能变成“锂宝藏”。

这根绳子呢?能把时间缩短到不用一个月,效率提高了20多倍!占地面积也几乎为零,水和化学品用量都大幅减少,还不会对周边环境造成损害,堪称环保界的“黑科技”。更妙的是,绳子的材料便宜,生产简单,成本自然就降下来了。
除此之外,锂甚至可以成为未来核聚变能源的关键,目前核聚变技术的原理主要是通过氘与氚的聚变来释放能量,然而,氚在自然界中可并不常见,只能通过人工生产的方式。

而锂-6可以生成氚,如果能结合“绳子捞锂”这一新型技术,或许可以为核聚变提供近乎无限的能源。据国际能源署预测,到2030年,全球锂需求将达到300万吨,目前现存的矿山从勘测到投产整个过程平均下来也要耗费约16年的时间,所以预计2025年极有可能显现出锂的供需缺口。
可见这,根看似不起眼的小绳子,背后的价值却非常大,目前研究人员已经在实验室中尝试过了,最终效果确实比传统方法好太多,如果这根绳子真的能走进现实,那我们也不需要再发愁锂供应的问题了,或许它就是能源革命的下一个“爆点”呢!