创新膜技术可高效从水源中提取锂

材料科学的突破促成了一种新型膜的开发，该膜旨在从水中选择性地提取锂，有可能释放这种关键能源金属的大量未开发储量。

虽然传统的锂资源严重依赖于硬岩开采和盐湖蒸发，但地球上大部分的锂实际上溶解在海水和地下卤水中。然而，由于存在竞争离子，从这些来源分离锂历来成本高昂且效率低下。

新开发的膜根据离子的大小和电荷来分离水中的离子。它被设计用来滤除不需要的阳离子（带正电的离子），同时更有效地分离锂。

膜本身由蛭石构成，这是一种天然丰富且相对廉价的粘土矿物。通过特殊技术，蛭石被剥离成超薄薄片——每片厚度仅为十亿分之一米——然后重新组装成层状过滤结构。

为了在水环境中保持结构完整性，在膜层之间插入了氧化铝微柱。这些微柱起到稳定支撑的作用，并有助于控制膜的表面电荷特性。

该设计的一个关键创新在于改变膜的表面电荷，以提高锂离子的选择性。通过引入钠离子，膜的电荷分布发生了改变，使其能够更好地吸引锂离子，同时排斥尺寸相似但不太理想的离子，例如镁离子。额外的钠离子用于进一步缩小孔径，确保钠和钾等较小的离子能够通过，而较大的锂离子则被保留下来。

这种双机制方法（通过离子半径和电荷进行区分）可以显著提高从海水和盐水等稀释源中回收锂的能力。

选择性离子分离技术的进步有望为实现更加多样化、更易于在国内获取的锂供应开辟一条途径。此外，这些技术还有望减少对地理集中型采矿作业的依赖，并为在此前被认为不经济的地区寻找新的锂资源来源打开大门。