随着越来越多的司机采用插电式混合动力和电动汽车，对锂离子电池的需求将在未来十年继续爆炸式增长。但提取锂的过程可能既耗时又耗用大量化学物质，而且传统资源——包括盐水和硬岩——最终可能会被耗尽。

科学家和工程师现在正在寻找非常规水源，包括石油和天然气生产的水、地热盐水和海水淡化产生的废弃盐水。但这些来源中有多少锂，以及如何最好地提取它，仍然是一个悬而未决的问题。

助理。刘冲教授的团队现在有了答案。通过分析超过122,000个非常规水源，她和她的团队发现，事实上，这些水源中的锂含量足以使其值得提取。

他们还发现，这些来源的组成——钠、镁、钾和钙的含量——会影响一项新兴技术的提取性能，为提炼和优化它提供关键见解。结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

“我希望这些结果能鼓励其他人研究锂的提取，特别是寻找可以提高锂选择性的更好材料，”刘说。

寻找合适的来源和材料

刘和她的团队研究的技术是电化学插层，这是一种高选择性的锂提取方法，尚未在不同水源中得到广泛研究。该方法使用电极材料或膜将离子从水源驱动到固体结构中。嵌入过程将水从离子中剥离出来，锂离子与设计有利于它们的材料框架结合。

但这些水源也含有与锂离子在质量和电荷上都非常相似的离子，即钠、镁、钾和钙。该团队希望更好地了解这些离子的网络如何影响锂的电化学嵌入选择性。

他们发现钠是材料框架内存储位点的竞争对手，而镁和钙会影响锂的电荷转移，从而影响材料最终的选择性。

“这表明电化学插层方法的关键挑战是如何提高锂相对于钠的选择性，”刘说。“我们表明这是科学家应该考虑的主要问题。”

刘希望这些结果能激发科学家和工程师发现可以提高锂选择性的材料，她和她的团队也在为此目的研究材料。

“我们更好地定义了游乐场，现在更多的人可以加入并研究锂提取，”她说。