革命性技術：從鹽水湖中提取鋰，助力電池革命

隨著行動裝置、電動車及清潔能源儲存對鋰電池的需求激增，確保鋰礦資源的取得已成為戰略性議題。然而，鋰不僅存在於礦藏中，還可從自然界其他來源獲取。帝國理工學院的研究團隊開發了一項創新技術，能夠從鹽湖鹵水或地熱鹵水等鹽水源中高效提取鋰，為傳統採礦提供了一種環保替代方案。

傳統的鹵水提鋰技術耗時數月，且需大量用水與化學物質，過程中還會產生溫室氣體。相較之下，帝國理工學院化學工程系的宋啟磊博士及其團隊研發了一種新型薄膜，能夠透過微小孔洞過濾鹽水，從而分離出鋰。這項技術的關鍵在於團隊開發的一類特殊聚合物，其對鋰具有高度選擇性，能夠有效阻隔鎂及其他雜質。相關研究細節及實際應用的規模化方法已發表於《自然·水》期刊。

宋博士過去十多年來一直致力於研發新一代合成聚合物薄膜，其基礎材料稱為固有微孔聚合物（PIMs）。這些聚合物內部佈滿了沙漏形狀的微小孔洞，形成有序通道，讓小分子與離子得以透過。在這項最新研究中，宋博士的團隊進一步調整了這些微孔，使其對鋰離子具有高度選擇性。當應用於電滲析裝置時，鋰離子能在電流作用下有效透過薄膜微孔，而較大的鎂離子則被阻隔在外。

在模擬鹽湖鹵水的測試中，這些PIM薄膜展現出對鋰的高度選擇性，並能產出高純度的電池級碳酸鋰。然而，若要實現實際應用，這些薄膜必須大規模生產。幸運的是，這些聚合物可溶於常見溶劑，並能透過現有工業技術製成薄膜。宋博士團隊的博士生楊定昌表示：「聚合物合成路線基於市售單體及簡單的化學修飾，這使得薄膜的規模化生產相對容易。」此外，這些薄膜也能輕鬆整合至商業薄膜模組中，並與其他分離程式結合，進一步加速其應用。

帝國理工學院已為這些薄膜及其多種用途申請專利，包括鋰提取技術。宋博士目前正與帝國理工學院的技術轉移部門合作，探索該技術的商業化潛力。他表示：「我們正在籌備成立一家氣候科技公司，並希望與企業合作，利用真實鹵水大規模提取鋰。」

除了鋰提取，這些高選擇性薄膜的潛力遠不止於此。帝國理工學院化學工程系企業總監桑德羅·馬基耶託教授指出：「這項技術在能源儲存、水淨化及迴圈經濟中的關鍵材料回收等領域具有巨大潛力。」宋博士也提到，未來將進一步研究如何將這些離子交換聚合物及選擇性電滲析技術應用於從礦業廢水中提取銅及其他金屬離子，這與帝國理工學院力拓未來材料中心所追求的永續關鍵材料提取目標不謀而合。