鋰是許多電子和能源技術(shù)的基本成分，包括為手機和電動汽車提供動力的輕型鋰離子電池。到2028年，全球鋰的市場預(yù)計將達到82億美元，但美國生產(chǎn)的鋰卻很少。

PNNL正在申請專利的技術(shù)不僅有可能為美國提供一個生產(chǎn)更多自己的鋰和其他關(guān)鍵材料的機會，而且它還提供了一個更快和更便宜的方法。PNNL正在開發(fā)磁性納米粒子，它被一個吸附劑外殼所包圍，可以吸附與各種工業(yè)過程相關(guān)的水中的鋰和其他金屬。

這些來源可能包括地?zé)犭娬镜乃?，稱為地?zé)猁}水，或者在石油或天然氣生產(chǎn)過程中從地下抽取的水。這些顆粒也可以用在海水淡化廠的污水中，甚至直接來自海水。一旦這些微小的鐵基顆粒被添加到水中，鋰就會從水中被吸引出來并與它們結(jié)合。然后，在磁鐵的幫助下，納米顆粒可以在短短幾分鐘內(nèi)被收集起來，鋰也“搭上了順風(fēng)車”，不再懸浮在液體中，可以輕松提取。鋰被提取后，重新充電的納米粒子可以再次使用。

這項技術(shù)為傳統(tǒng)的提取方法提供了一個有希望的替代方案，即把地下水抽到大型、昂貴的蒸發(fā)池中。這些過程可能需要幾個月甚至幾年的時間，并影響到主要部署這些方法的干旱地區(qū)的地下水管理。

雖然PNNL的過程立即開始工作，但今天的過程有點像在等待一壺檸檬水的水蒸發(fā)，希望能回收沉淀在底部的粉末狀混合物。如果這項技術(shù)被部署在地?zé)犭娬?，回收的鋰的價值可能會提高這種可再生能源形式的成本效益，這種能源利用水來捕獲地球表面以下深處的熱量，然后將其轉(zhuǎn)換為電力。

PNNL正在與Moselle技術(shù)公司合作進一步開發(fā)這項技術(shù)，該公司已獲得許可并計劃在幾個地方進行試點。

這項工作和后續(xù)活動是國家實驗室如何與商業(yè)實體合作，將實驗室研究轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實世界解決方案的很好例子。例如，PNNL的研究人員正在對磁性分離器系統(tǒng)進行長期測試，以便可能用于石油和天然氣開采過程，這可以創(chuàng)造一個額外的收入來源來抵消生產(chǎn)成本。

除了 Moselle，他們正在與其他商業(yè)伙伴合作，評估該技術(shù)在內(nèi)華達州和加拿大的鋰資源中的使用。

最后，著眼于一系列不同的應(yīng)用，PNNL的研究人員正在定制納米粒子的外殼，以專門針對能源技術(shù)、醫(yī)療成像設(shè)備、電子產(chǎn)品等方面使用的其他具有商業(yè)價值、戰(zhàn)略意義的元素和礦物。

例如，他們正在與Moselle和Geo40合作，探索在新西蘭的一個地?zé)釓S從地?zé)猁}水中提取銫和銻的可能性。

PNNL的新方法確實很了不起。它提供了以快速、具有成本效益的方式提取關(guān)鍵礦物的希望。而像這樣的創(chuàng)新可能是物有所值的。