新創公司 Rock Zero 正在將這項研究商業化，這項研究有望降低鋰的生產成本和碳排放。
研究人員表示，他們發現了一種提取鋰的新方法。鋰是一種用於電動車和能源儲存系統的鋰離子電池的關鍵金屬。這種新技術可能比現有技術更環保且更便宜。
這項研究已於今日發表在《Science》期刊上，名為 Rock Zero 的新創公司正在致力於將此流程商業化。
「我們相信，大規模生產後，這將是全球成本最低的鋰來源方式。」研究作者之一 Yet-Ming Chiang 表示，他是麻省理工學院的教授，也是 Form Energy 和 Addis Energy 等氣候科技公司的創始人。
目前最經濟的鋰獲取方式是從滷水中萃取，滷水是經過數千年時間將金屬從岩石中溶解出來的鹽水。但這種技術在地理上受到限制，且目前需要廣闊的土地來建造大型蒸發池。更常見的做法是硬岩採礦，即將大量礦石炸開、高溫烘烤，並使用危險化學品進行處理。
研究人員的新方法使用弱酸溶解通常不具反應性的矽酸鹽礦物。這不僅能釋放出鋰，還能釋放出其他有價值的材料，包括氧化鋁和二氧化矽。
這項研究的起源，以及由此產生的公司，來自 Chiang 創立的另一家新創公司 Sublime Systems，該公司利用電化學製造水泥。
該團隊當時正試圖尋找高反應性二氧化矽的來源，以製造更強韌的水泥。製造易於與其他材料結合的反應性材料的一種方法是，將非反應性材料溶解，然後讓其以更具反應性的形式固化。溶解矽酸鹽並非不可能，但最著名的方法是使用極度危險的氫氟酸。其他含氟化學品也是候選者，但有些會在反應過程中產生副產品氫氟酸。
Chiang 從大約 25 年前一次涉及玻璃的居家裝修項目中獲得靈感，玻璃由二氧化矽製成。「大約 25 年前，我在麻薩諸塞州 Framingham 裝修浴室時，」他說。「所以當我們開始這個項目時，我回想起玻璃蝕刻膏，並想：『裡面有什麼？』」
他記得的玻璃蝕刻膏，可以在任何手工藝品或家居用品商店買到，使用的是氟化銨，一種弱酸。麻省理工學院的研究人員發現，在適當的條件下，它可以在不產生氫氟酸的情況下有效溶解矽酸鹽礦物。
這種化學方法可能對任何矽酸鹽礦物都有用——而矽酸鹽礦物非常多。但鋰礦石中常開採的鋰輝石，成為了首要目標。（Chiang 表示，公司顧問之一、前 ARPA-E 官員 Doug Wicks 的建議，將團隊引導至鋰輝石的方向。）
如今，處理鋰輝石礦石的關鍵步驟是在高溫窯爐中烘烤。這會引起相變，基本上是使材料膨脹，讓鋰更容易被提取。研究的作者之一、Rock Zero 的執行長兼聯合創始人 Camden Hunt 表示，避免高溫烘烤可以節省能源成本，並可能減少碳排放。
Hunt 還補充說，避免使用窯爐還可以利用某些無法 properly 烘烤的礦石。含有過多鐵的礦石無法正確進行相變，而是會熔化並變成玻璃狀材料。
新流程依賴於簡單的攪拌塑膠槽，並在約 95°C (200°F) 的溫度下進行。氟化銨會溶解矽酸鹽，在早期的實驗中，這使得在幾天內幾乎所有鋰輝石礦石中的鋰都能被提取出來。研究的第一作者、Rock Zero 的技術長兼聯合創始人 Benjamin Mowbray 表示，研究人員已將時間縮短至 12 小時以內。
（經過一些額外的淨化步驟後）產生的產品是碳酸鋰，可用於製造電池；氧化鋁，可進入冶煉廠製造鋁；以及水泥質二氧化矽，可添加到混凝土中。而且酸可以在同一個循環中重複使用。
Chiang 將此稱為「從頭到尾」的採礦——利用礦石的每一個部分，就像吃掉屠宰動物的每一個部分一樣。
研究人員目前正致力於擴大規模和優化流程。麻薩諸塞州劍橋實驗室的反應槽每次可處理三公斤的鋰輝石精礦。
他們還估算了該流程完全擴大規模後的成本。假設氟化銨能夠以高水平回收利用，他們應該能夠以每公噸不到 6,000 美元的成本提取鋰。（他們也確定了一個潛在的廉價工業酸來源，作為回收利用的替代方案。）
預計總成本將低於目前從硬岩礦石中提取鋰的其他方法，並且可能與滷水法具有競爭力。
該團隊已設計了一個試驗工廠，並正在尋找建造地點。計劃在 2026 年底前完成建造，並於 2027 年開始運營該設施。目前正與潛在的礦業合作夥伴進行洽談。
新進入鋰萃取領域的參與者面臨的一個困難是市場的波動性：近年來價格劇烈波動，從 2022 年的峰值到 2024 年底的低點，然後在 2026 年初開始緩慢爬升。
內華達大學雷諾分校的探勘地質學主席 Simon Jowitt 表示，價格上漲可能對 Rock Zero 等新參與者有利，但如果價格繼續上漲，可能會有很多項目上線，這可能會使市場再次下跌。「人們在觀望鋰價的走向，」他說。「這是一個擁擠的市場，而且有一些大玩家。」
Jowitt 還補充說，儘管電池正在推動鋰的需求，但市場仍然相對較小：「這意味著它將會波動。」像 Rock Zero 這樣新的鋰萃取技術將不得不與現有巨頭使用的技術競爭，而且還有可能出現像不需鋰的鈉離子電池這樣的技術替代方案，這將使市場更難以駕馭。他也認為該公司的一些經濟估計可能過於樂觀。
Rock Zero 團隊則希望不僅能將這項技術擴展到鋰，未來還能應用於其他礦物。正如 Mowbray 所說：「地殼是由矽酸鹽組成的。」