在提取鋰的過程中，一種更為清潔的方式或將出現。來自萊斯大學的研究團隊開發了一種新型薄膜，能夠選擇性地從鹽水中過濾鋰，這種方法不僅速度更快，還更加可持續，為幾乎所有可充電電池供電的元素提供了新的生產途徑。根據研究，這種薄膜在類似技術中實現了鋰的最高選擇性之一，並且在能耗方面顯著降低。
目前，世界上大多數鋰的來源是透過依賴龐大的蒸發池和化學處理的鹽水提取工藝。這一過程不僅緩慢，而且對環境造成了傷害。萊斯大學的卡爾·哈塞爾曼土木與環境工程教授李啟麟指出：“當前最廣泛使用的大規模鋰提取方法需要大量的蒸發池和化學沉澱。這一過程可能需要超過一年才能達到目標濃度，且鋰的回收率相對較低。此外，該過程耗水量大，通常在水資源本就短缺的地區進行，並且會產生大量化學廢物。”
新型薄膜依賴於電去離子技術。當施加電流時，鋰離子能夠通過這一屏障，而其他豐富的元素如鈉、鈣和鎂則被阻擋。研究人員將鋰鈦氧化物（LTO）納米顆粒嵌入薄膜中，利用LTO的晶體結構，這一結構的尺寸恰好適合鋰離子的通過。李啟麟解釋道：“通常情況下，當施加電場時，所有帶正電的離子都會穿過陽離子交換膜。鋰實際上是鹽水中的一個微量成分，但我們的薄膜主要允許鋰通過，其他離子則留在後面。”這種高選擇性使得該過程在能耗上比傳統的電去離子技術更加高效，而傳統技術通常用於海水淡化或廢水處理。
這一創新在於將鋰鈦氧化物（LTO）納米顆粒嵌入薄膜中。LTO的晶體結構恰好適合鋰離子的流動，同時阻擋其他離子。為了避免缺陷，萊斯團隊將LTO與胺基團接枝，使其能均勻地融入聚酰胺層，形成強韌且無缺陷的“表皮”。李啟麟表示：“這個項目建立在我們通過NEWT中心的研究基礎上，依賴於10年來在納米材料和納米技術方面的研究。我們已經學會了如何將納米材料納入薄膜中，以及如何製造滿足特定功能需求的納米複合薄膜。”薄膜中的三層可以獨立優化，這使得這一平台足夠靈活，可以選擇性地提取其他資源，包括鈷和鎳。李啟麟指出：“我們的目標是開發一種能以最小環境影響提取鋰的材料。我們用於設計薄膜結構的智能設計原則確保其能夠適應從各種廢流中回收許多其他有價值的資源。”
研究人員通過在電去離子系統中運行薄膜兩週來確認其耐用性。薄膜在強度和性能上保持穩定，幾乎沒有顯著劣化。材料科學與納米工程的卡爾·哈塞爾曼教授劉軍表示：“我們的薄膜的一個重要特點是其潛在的大規模生產能力，這可能為在工業環境中的應用鋪平道路。”該研究的成果已發表在《自然通訊》期刊上，為鋰提取技術的未來發展提供了新的思路和方向。
