美國科學(xué)家研發(fā)磁性納米顆粒 可從廢水中“吸出”鋰金屬

早在幾個世紀(jì)前，煉金術(shù)士就試圖把鉛變成金子。雖然他們沒有成功，但從豐富的資源中提取寶貴資源的想法仍然具有吸引力。

據(jù)報道，美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）的科學(xué)家們目前正在與工業(yè)界合作，測試一種利用磁性納米顆粒從各種水源中提取鋰等重要材料的方法。

鋰是許多電子和能源技術(shù)的重要組成部分，包括為手機到電動汽車等提供動力的輕型鋰離子電池。到2028年，全球鋰市場預(yù)計將達到82億美元。

據(jù)悉，PNNL正在申請專利的這項技術(shù)，不僅可能讓美國有機會自產(chǎn)更多鋰和其他關(guān)鍵材料，而且還提供了一種更快、更便宜的方法。PNNL正在開發(fā)一種磁性納米顆粒，這種納米顆粒被一種吸附劑外殼包圍，可以吸附各種工業(yè)廢水中的鋰和其他金屬。

這些來源可能包括地?zé)岚l(fā)電廠的水，也就是所謂的地?zé)猁u水，或者是石油或天然氣生產(chǎn)過程中從地下抽出的水。這些顆粒還可以用于海水淡化廠的廢水，甚至直接用于海水處理。

據(jù)了解，一旦這些微小的鐵基粒子被加入水中，鋰就會從水中抽出來并與之結(jié)合。然后，在磁鐵的幫助下，納米粒子可以在短短幾分鐘內(nèi)收集到鋰，不再懸浮在液體中，便于提取。鋰被提取后，充電后的納米顆粒可以再次使用。

該技術(shù)可以在蒸發(fā)池提鋰等傳統(tǒng)提取方法之外，提供了一種有前途的替代方案。這些過程可能需要數(shù)月甚至數(shù)年的時間，并會影響那些干旱地區(qū)的地下水管理。PNNL研發(fā)的流程有點像等待水從一罐檸檬水中蒸發(fā)，以期回收沉淀在底部的粉狀混合物。

如果這項技術(shù)應(yīng)用于地?zé)岚l(fā)電廠，回收的鋰的價值可能會提高這種可再生能源的成本效益，地?zé)岚l(fā)電，是利用水來捕獲地球表面深處的熱量，然后將其轉(zhuǎn)化為電力。

PNNL正在與MoselleTechnologies合作進一步開發(fā)這項技術(shù)，MoselleTechnologies已經(jīng)獲得了許可，并計劃在幾個地方進行試點。他們還在對磁選機系統(tǒng)進行長期測試，并用于石油和天然氣開采過程，這可以創(chuàng)造額外的收入流來抵消生產(chǎn)成本。

此外，PNNL還與其他商業(yè)伙伴合作，評估該技術(shù)在內(nèi)華達州和加拿大鋰資源中的應(yīng)用。

*后，PNNL的研究人員還著眼于另一組應(yīng)用，他們正在定制納米顆粒的外殼，以專門針對能源技術(shù)、醫(yī)療成像設(shè)備、電子等領(lǐng)域中使用的其他具有商業(yè)價值、戰(zhàn)略重要性的元素和礦物質(zhì)。

例如，他們正在與Moselle和Geo40合作，探索從新西蘭地?zé)岚l(fā)電廠的地?zé)猁u水中提取銫和銻的可能性。PNNL的新穎方法提供了以快速、經(jīng)濟高效的方式提取關(guān)鍵礦物的手段，所帶來的經(jīng)濟價值會物超所值。