锂是一种有限的资源，我们在可充电电池中储存的锂越多，我们使用的锂就越少。一种新的快速方法将这种元素从这些来源中解放出来，就材料的可用性而言，这可能会改变游戏规则。

由于我们现代购买可充电的东西的方式 —— 包括汽车 —— 对锂离子电池的需求一直在飙升，锂离子电池为我们的消费技术提供动力。目前，锂离子电池的市场价值约为650亿美元，预计未来8年将增长23%。

作为一种重量相对较轻、能够储存大量能量的材料，锂的价值是显而易见的。但开采这种元素可能对环境造成破坏，而且在一些稀土储量丰富的地区，地缘政治方面的担忧也可能会威胁到供应链。此外，我们之前曾报道过，有预测称，到2030年，目前的锂矿产量将只能满足需求的一半。

考虑到这些因素，重要的是要么找到生产无锂电池技术的方法，寻找提取锂的新方法和新来源，要么找到回收储存在废电池中的锂的方法。然而，回收锂可能是耗时的，使用苛刻的化学物质，导致回收不到5%的元素最初使用的总量。

用微波加热它

因此，莱斯大学的研究人员想出了一个更好的解决方案。他们首先使用了被称为深共晶溶剂（DES）的化学物质，这是一种环保液体，可以将锂和其他金属从溶液中析出。

“回收率如此之低，因为锂通常是在所有其他金属之后最后沉淀的，所以我们的目标是弄清楚如何专门针对锂，”莱斯大学博士校友萨尔玛·阿尔哈希姆（Salma Alhashim）说，他是该研究的主要作者之一。“在这里，我们使用了一种DES，它是氯化胆碱和乙二醇的混合物，从我们之前的工作中得知，在这种DES中浸出过程中，锂被氯化胆碱的氯离子包围，并浸出到溶液中。”

通常情况下，化合物需要加热才能使金属析出，而对于含锂化合物来说，油浴通常提供热源。但这个过程需要相当长的时间，在此期间锂本身会开始降解。

为了加快速度，莱斯大学的研究小组决定尝试一下微波，因为他们知道导致锂分离的氯化胆碱非常善于吸收微波辐射。

15分钟的里程碑

速度的提升令人印象深刻。研究人员能够以比油浴快近100倍的速度析出锂。事实上，他们只花了15分钟就回收了87%的锂，而使用油浴则需要12个小时。

“这使我们能够选择性地浸出锂，而不是其他金属，”纳米材料实验室的博士后、该研究的另一位主要作者索希尼·巴塔查里亚（Sohini Bhattacharyya）说。“在这个过程中使用微波辐射类似于厨房微波炉如何快速加热食物。能量直接传递给分子，使得反应发生的速度比传统的加热方法快得多。”

研究人员表示，该方法还可以通过调整DES的组成来针对其他元素进行定制，因此它可能有能力从电池中回收其他金属，如钴或镍。该团队还强调了这种方法的环保效益。

该研究的通讯作者、材料科学和纳米工程系主任普利克尔·阿贾扬说：“这种方法不仅提高了回收率，而且最大限度地减少了对环境的影响，这使它朝着大规模部署基于DES的回收系统进行选择性金属回收迈出了有希望的一步。”

这项研究发表在《高级功能材料》杂志上。

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