乔治-华盛顿大学的研究人员与其他机构合作开发了一种新方法,可直接从地热卤水中提取和提纯锂,用于制造电动汽车电池。
传统上,从卤水中提炼锂需要 "太阳能蒸发,然后采用化学沉淀法,这浪费了大量水资源"。在 "电驱动直接从地热卤水中提取锂以生成电池级氢氧化锂 "项目中,乔治-华盛顿大学的研究人员研究了提取锂的替代方法。
研究人员指出,新工艺避免了可能对环境造成破坏的刺激性化学物质,它使用一种特殊材料从盐水中选择性地捕捉锂离子。捕获的锂随后被转化为氯化锂,最后转化为适用于电动汽车电池的氢氧化锂。该系统本身 "由一个插层去离子电池(IDI)和一个 BMED 电池组成"。GWU 研究人员的最终产品显示,氢氧化锂的纯度为 99.5%。"研究小组补充说:"此外,我们还通过在 BMED 中加入氯化锂溶液,成功制备出纯度为 99.6% ± 0.2% 的氢氧化锂溶液,并通过结晶制备出 LiOH-H2O 粉末。
研究人员还指出,包括硬岩开采和盐滩在内的现有锂资源不足以满足未来的全球需求。"研究人员写道:"这项研究提出了一种环境友好型解决方案,即利用地热卤水资源,特别是加利福尼亚州萨尔顿海(Salton Sea)等资源。"研究人员明确指出:"最近的研究表明,到 2030 年,估计将出现 538,000 公吨的供应缺口。这种新方法将打开获取锂储量的通道,而这些储量并不容易获得: "德国和法国的深部构造沉积盆地、意大利的火山沉积环境以及中国的青藏高原也发现了富含锂的地热卤水。
研究小组还进行了经济分析,发现该方法可以以具有竞争力的成本生产电池级锂。更具体地说,研究小组明确指出 "最后,我们进行了技术经济分析(TEA),以评估该技术的经济竞争力,并估算出生产锂OH-H2O(LCOL)的平准化成本为 4.6 美元/千克锂OH-H2O,约为 2024 年 1 月市场价格的三分之一"。
最终,研究人员列出了三大优势: "(1)在地热卤水中,锂对单价和多价竞争阳离子具有高选择性;(2)锂的捕获和释放过程完全由电力驱动,不消耗刺激性化学物质;(3)以具有竞争力的成本电驱动生成电池级一水氢氧化锂"。
原文链接:Kong, L., Yan, G., Hu, K. et al. Electro-driven direct lithium extraction from geothermal brines to generate battery-grade lithium hydroxide. Nat Commun 16, 806 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56071-x