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《【Resources, Conservation and Recycling】研究人员为电动汽车开发了清洁锂，可以减少50%的排放》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-07-17

  • 研究概况

    康涅狄格大学化学与生物分子工程系助理教授Burcu Beykal团队在《Resources, Conservation and Recycling》期刊发表研究，开发出从地热盐水中提取锂的数字孪生技术，可使碳排放减少50%。

    核心突破技术原理

    通过化学沉淀法建立"端到端数字孪生"系统，实时模拟从地热盐水（如加州索尔顿湖）中提取锂的全流程。

    该系统集成：现场水循环技术工艺参数优化算法全生命周期碳排放评估模型

    供应链创新

    Hasan Nikkhah开发的数学模型可优化美国本土锂提取设施选址、电池制造中心布局、电动车生产网络配置。

    据测算可降低30%运输成本（相比进口锂资源）。

    战略价值

    · 全球锂资源98%集中在少数地区，该技术可将美国可开采储量提升3倍

    · 与比利时列日大学、鲁汶大学合作验证海水/废旧电池等非传统锂源提取可行性

    · 预计创造10万个就业岗位，推动地热发电与矿产开采一体化运营

    行业影响

    相比传统硬岩开采（耗水量达5000升/公斤锂），该技术具备：碳排放量减少50%水资源消耗降低70%生产成本下降35%（基于2025年USGS数据测算）

  • 原文来源：https://interestingengineering.com/energy/us-researchers-unlock-clean-lithium-for-evs
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  • 《【Resources, Conservation and Recycling】可持续电气化：管理未来电动汽车的资源需求》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2024-06-26
    • 为了限制二氧化碳排放，许多国家都制定了逐步淘汰内燃汽车、改用电动汽车（EV）的目标。日本设定的目标是，到 2030 年，电池电动汽车（BEV）和插电式混合动力电动汽车（PHEV）占汽车总销量的 20%-30%，混合动力电动汽车（HEV）占汽车总销量的 30%-40%。 美国计划到 2030 年使 50%的新车实现零排放，而德国则希望到 2030 年有 1500 万辆电动汽车上路。这些目标引发了人们对电动汽车原材料需求的担忧。 电池占电动汽车生产所消耗资源的 50%，需要多种矿物质，如锂、镍、钴、锰和石墨。然而，目前对资源需求的估算低估了对矿物质的总需求，因为这些估算没有考虑到汽车寿命期间的电池更换和电池容量的增加。 日本立命馆大学副教授Shoki Kosai领导的研究人员在2024年6月5日在线发表在 Resources, Conservation and Recycling 期刊上的一项研究中，对到2050年电动汽车的资源需求做出了更切合实际的估计。他们的研究通过考虑生产、运行和维护电动汽车所需的原材料，解决了目前低估的问题。此外，他们还介绍了几种减少资源消耗的策略。 这项研究由立命馆大学的滝本日比喜先生、国立环境研究所的渡里琢磨博士和立命馆大学的山上英二教授共同撰写。 该研究评估了三种情景下电动汽车电池的总材料需求量（TMR）：参考技术情景（RTS），维持当前的能源和技术趋势；2度情景（2DS），要求采取重大气候变化减缓措施，将气温升幅限制在2°C以内；以及超越2度情景（B2DS），目标是到2060年实现零排放，到2100年将气温升幅限制在1.75°C以内。 TMR 是评估资源使用的基准，包括直接用于电池制造的材料和提取但未使用的材料。研究假设汽车的使用寿命为 15 年或 100,000 公里，使用镍、钴和锰锂离子电池，每七年更换一次。 研究结果表明，在所有三种情景下，电动汽车的总行驶里程都会增加。在 RTS 情景下，即假设大多数车辆仍为内燃机汽车 (ICEV)，对原材料的需求几乎比 2015 年的水平翻了一番。 在 B2DS 情景中，BEV 占主导地位，需求量增加了 22.7%。在该情景下，由于 BEV 的生产和维护，锂离子电池预计将占汽车行业资源使用总量的 55%。 研究人员发现，实施特定的循环经济战略可以将资源需求减半或维持在 2015 年的水平。这些战略包括延长汽车使用寿命、推广汽车和共享出行服务、加强新车的材料回收和循环利用、提高燃油效率以及采用寿命更长的固态电池。 原文链接: Hibiki Takimoto et al, Circular economy can mitigate rising mining demand from global vehicle electrification, Resources, Conservation and Recycling (2024). DOI: 10.1016/j.resconrec.2024.107748
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  • 《研究人员通过分子设计提高锂氧电池寿命 使电动汽车续航媲美燃油车》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-02-15
    • 一些驾车者在接受电动汽车方面进展缓慢，据称充电之间的行驶距离是关键问题。据外媒报道，悉尼科技大学（UTS）、南京大学和中国科学院大连物化所等机构的研究人员开发一项电池技术，帮助平衡电动汽车和汽油燃料汽车的行驶里程。 研究人员设计了一种分子，以提升锂氧电池的性能，使电动汽车拥有与汽油燃料汽车同等的行驶里程。 锂氧电池采用尖端技术，旨在通过“吸入”空气来发电，充分提升能量密度。然而，这类电池也存在一定局限性，如放电容量和能效低，以及严重的寄生反应。这种全新的一体式分子能够同时解决这些问题。 UTS教授Guoxiu Wang表示，这一发现解决了现有的几个障碍，并为开发高效率、长寿命、高能量密度的锂氧电池创造了可能性。“电池正在发生根本性的变化，这将促进向气候中性社会过渡。另外，将有助于公用事业公司提高电力质量和可靠性，并帮助世界各国政府实现净零碳排放目标。” 该团队的研究详细阐明，一种通过新的猝灭/介导（quenching/mediating）机制运行的锂氧电池，这种机制依赖于一种多功能分子和超氧自由基/Li2O2之间的直接化学反应。该电池的放电容量提高了46倍，充电过电位低至0.7 V，循环寿命超过1400次。 研究人员认为，这种一体式分子可以显著提高锂氧电池的性能，使新一代锂氧电池具有实用性。Wang教授表示：“经过合理设计和合成的PDI-TEMPO分子，为开发高性能锂氧电池开辟了一条新途径。新一代锂氧电池的容量，可以延长两次充电之间的行驶里程。对电动汽车行业来说，这将是一次重大飞跃。”
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