智能手表和电动汽车等技术中使用的大多数电池都是由锂制成的,这些电池甚至在到达制造商之前就已经在世界各地流通。但如果美国使用的锂近一半来自宾夕法尼亚州废水呢?
使用宾夕法尼亚州环境保护部合规数据进行的一项新分析表明,如果能够完全高效地提取锂,马塞勒斯页岩气井废水中的锂可满足该国40%的需求。
国家能源技术实验室研究员贾斯汀·麦基(JustinMackey)及其博士表示,实验室的研究人员已经可以从水中提取锂,效率超过90%。顾问丹尼尔·贝恩(DanielBain),匹兹堡大学肯尼思·迪特里希艺术与科学学院地质学和环境科学副教授。
美国地质调查局将锂列为一种重要矿物(尽管,正如麦基很快指出的那样,锂是一种元素,而不是矿物)。这一指定意味着美国政府希望到2030年所有锂都在国内生产,因此对来源的寻找力度加大了。目前,其中大部分是从智利的盐水池中提取的。然后将其运往中国进行加工。
麦基说,美国有锂矿开采业务。“这是不同的。这是废物流,我们正在寻找对这些废物的有益利用。”
在马塞勒斯页岩废水中发现锂并不令人意外:研究人员分析了水力压裂中回收的水,并知道它从页岩中吸收了矿物质和元素。“但是没有足够的测量来量化资源,”麦基说。我们只是不知道里面有多少。”
由于宾夕法尼亚州的监管要求,研究小组得以解决这个问题。他们在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果。
麦基说,公司必须提交对每个井场使用的废水的分析,锂是他们必须报告的物质之一。“这就是我们能够进行区域分析的方式。”
满足该国30%至40%的锂需求将使该国更接近2030年的要求。但该州边界之外也存在富含锂的废水。“宾夕法尼亚州拥有最可靠的马塞勒斯页岩数据源,”麦基说。“但西弗吉尼亚州也有很多活动。”
利用这种锂的下一步是了解提取锂对环境的影响,并建立一个试点设施来开发提取技术。
“石油和天然气废水是一个日益严重的问题,”麦基说。“现在,只是进行了最低限度的治疗并重新注射。”但它必须有潜力提供很多价值。毕竟,他说,“数亿年来,它一直在溶解岩石——本质上,水一直在开采地下。”