萨尔顿海的地热发电厂就像这个，约翰·费瑟斯通飞机，产生过热的盐水，其中充满了锂和其他矿物质。伯克利实验室正在推进科学技术，使其成为国内电池制造的“绿色”锂源。信用:帕特里克·多布森/伯克利实验室如果你有一罐不同颜色的弹珠，但只想要绿色的，你怎么能有效地挑选出来？如果不是弹珠而是一罐闪光粉，里面混有沙子、胶水和泥浆呢？这开始描述了作为地热能生产的一部分，从加州萨尔顿海底下抽出的盐水的复杂性。对于世界各地的地热田来说，产出的地热卤水只是被简单地注入地下，但现在很明显，萨尔顿海地热田产出的卤水含有大量锂，这是低碳运输和能源储存的关键资源需求。对锂的需求正在飙升，因为它是锂离子电池的重要成分。目前美国的锂产量很少，大部分锂都是进口的；然而，这种情况在不久的将来可能会改变。
美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员最近发表了一份对过去和当前从地热卤水中提取矿物质的技术的全面综述。这篇综述发表在《能源》杂志上，讨论和评估了从卤水中提取锂的广泛技术。审查发现，加州萨尔托海地区的地热卤水有望成为未来国内锂的主要来源，但需要克服重大的技术挑战。
“现在开发国内锂资源的主要驱动力之一是，未来我们将需要大量锂。”该论文的主要作者威尔·斯特林费罗说。“我们依赖其他国家从地球上提取的锂——这些锂也在海外加工——因此我们在国内没有任何大规模的电池生产。但是美国有大量潜在的锂资源可以开发。s . o .，我们正在研究这些资源能否以真正环保的方式提取和使用，从而使它们成为真正的‘绿色’锂资源。”
从地热卤水中提取锂预计特别具有挑战性。盐水从地下出来时非常热，除了锂之外，它还含有大量溶解的矿物质。斯特林菲洛说:“它的温度超过100摄氏度。“所以，你必须应对炎热。它是非常非常咸的——大约25%重量。有大量的盐，意味着大量的钠，大量的氯化物。还有大量的钙和镁，以及铁和硅等其他物质。这些都是可能干扰提取的物质。”
作为加州萨尔顿海地热发电的一部分，从地下冒出的热盐水富含矿物质，包括铁、镁、钙、钠和锂。使用各种提取技术，可以从盐水中提取氯化锂，然后加工成其他形式用于电池生产。学分:珍妮·努斯/伯克利实验室能源部(DOE)对地热能和锂供应链都感兴趣，工业废物处理和管理专家斯特林菲洛说。“我们受能源部地热技术办公室的委托，对地热能生产背景下的矿物提取技术进行独立分析，”他说。“以前有过对单个基本过程的审查，但据我们所知，这是第一次全面审查，着眼于过程中更应用科学的一面。”
Stringfellow和合著者、伯克利实验室地热系统项目负责人帕特里克·多布森(Patrick Dobson)查看了已发表的文献以及工业和政府报告，并对锂提取技术专利进行了彻底审查。技术上最先进的锂提取方法是使用无机吸附剂吸附锂，但其他有前途的技术也正在开发中。无机分子筛离子交换吸附剂正被用于从卤水中提取锂，本文介绍了该技术的过去和现在的应用。
多布森和斯特林菲洛是锂资源研究和创新中心(LiRRIC)的成员，该中心成立于伯克利实验室，旨在为可持续的国内锂提取、提炼和电池等应用的材料合成开发科学技术。
最近的项目集中在如何实时确定热盐水的化学成分，而不需要冷却，从而实现更好的过程控制，以最大限度地提高锂提取的效率。他们还与在索尔顿海运营的两家公司——伯克希尔·哈撒韦能源公司和受控热能资源公司——合作进行技术经济分析，看看锂提取技术能否以一种与其他形式的锂生产相比具有成本竞争力的方式进行。这些努力得到了加州能源委员会和能源部先进制造办公室的支持。
“伯克利实验室开创了锂电池技术，并通过利用自然资源和与这些资源所在的社区公平互动，继续推动锂电池创新的前沿，”锂资源中心主任迈克·惠特克说。
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