维度网讯,德州农工大学(Texas A&M University)研究团队正在探索利用微型仿鱼机器人从海水中回收锂,该技术路线有望为电池与储能制造商提供一种新的供应选择。该项目已获得美国能源部(U.S. Department of Energy)100万美元资助,隶属于19项联邦资助计划之一,相关计划旨在扩大国内关键矿产获取渠道并降低供应链风险。

拟议技术不依赖固定膜或大型固定式处理系统,转而采用可移动的微米和纳米颗粒。这些颗粒能够在海水中移动并与锂离子直接相互作用,外部能源(如光)用于激活颗粒,捕获锂后可通过磁场收集材料,原理上还可投入下一轮提取循环。
目前商业锂主要来自硬岩矿床或浓缩地下卤水,资源高度集中在少数地区,给电池制造商、汽车制造商和储能公司带来供应与地缘政治担忧。海水虽提供远为庞大的理论资源基础,但锂浓度极低,且伴随大量钠、镁等溶解矿物,提取系统须具备足够选择性,避免消耗过多能源、材料或处理能力。若颗粒同时收集竞争离子或需频繁更换,从大量海水中回收少量锂将迅速失去经济性。
德州农工大学团队将重点研究移动性能否改善提取材料与锂离子之间的接触。颗粒在水中移动,可能减少对大量泵送设备或永久性海上基础设施的依赖,这一潜在优势仍有待在真实海洋条件下验证。研究由该校工业与系统工程系(Department of Industrial and Systems Engineering)的Shiren Wang与机械工程系(Department of Mechanical Engineering)的Jingjing “Jenny” Qiu共同领导,工作涵盖纳米机器人技术、材料工程和海洋系统测试。
项目仍处于早期研究阶段。团队计划测试锂选择性、材料耐久性以及颗粒在多次提取循环中的性能,并确定这些微型材料能否可靠地从水中回收。颗粒损失可能抬高运营成本并引发环境担忧,尤其在系统部署至大面积海域的情况下。商业化还需应对其他问题,包括激活和回收机器人所需能源、制造成本、抵御盐水侵蚀的能力以及处理所捕获锂所需的基础设施。
即使系统在技术上获得成功,仍需与成熟的采矿和卤水提取作业竞争。最终衡量标准不仅是机器人收集了多少锂,还包括单位成本、能源消耗、回收率和环境影响。研究人员的目标是开发连续过程,使材料能够多次回收和再利用,工作内容涵盖锂回收表征、更大规模性能测试及潜在环境影响评估。
对电池和清洁能源企业而言,该项目尚不能作为传统锂生产的近期替代方案。不过,它反映出联邦关键矿产资金正从传统采矿项目转向可能使未来供应多元化的技术。如果该团队能解决颗粒控制、耐久性和经济性问题,移动提取系统最终可能补充现有锂资源。在此之前,核心考验在于微型机器人能否回收足够锂,以支撑海洋规模作业的经济可行性。









