“魔力水晶”助推锂电和电动汽车未来

2019-11-30 10:40

当地时间11月29号，莫纳什大学（Monash University）的马修希尔（Matthew Hill）获得所罗门奖（Solomon Award），表彰他开发出的“魔法水晶”，从清洁气体和液体到采矿和制药，有几十种应用。

美国公司Energy Exploration Technologies（EnergyX）能源探索公司开发了一种更清洁的锂矿开采应用，为未来汽车和电池带来了福音。电动汽车和可再生能源电池储存，正逐渐成为世界主流。

马修希尔（Matthew Hill）利用墨尔本的一项发明——金属有机框架（MOFs）——有时被称为“魔法晶体”——证明它们可以用于清洁空气和水，以及各种工业过程。现在，他在CSIRO（澳大利亚国家科学机构）和莫纳什大学的团队与美国公司EnergyX合作，将一种利用金属有机框架生产锂的新生产工艺商业化。

当晚，马修接受由澳大利亚技术与工程学院（ATSE）颁发的首届大卫和瓦莱丽·所罗门奖。大卫·所罗门是澳大利亚塑料钞票的主要发明者，他开发了一系列广泛应用于塑料和聚合物工业的新技术。

世界上大部分的锂都是由“锂盐”生产的，这是一个劳动密集型的过程，需要巨大的蒸发池。例如，智利的一个蒸发池就占地42平方公里。马修的技术有可能用面积仅0．1平方公里的过滤装置取代4000公顷的水池。

他的“魔法晶体”是由碳基（有机）化合物连接和分离的金属原子网络。这上面是一个巨大的表面积，可以定制来吸收几乎任何东西。20世纪80年代末，墨尔本大学（University of Melbourne）的化学家理查德·罗布森（Richard Robson）教授首次制造了这种物质，但制造难度很大。

马修第一次尝试制作MOF时，将40个容器里的物质混合在一起，仅制成一克晶体。今天，他和他的团队每周可以生产数百公斤这种晶体。

据估计，到2040年，全球电动汽车年销量将达到5600万辆，电池储能系统的年销量将超过1095吉瓦，与2018年的200万辆和90吉瓦相比，将呈指数级增长。电动汽车使用与手机和笔记本电脑相同的锂离子电池技术。

EnergyX的创始人兼首席执行官蒂格·伊根认为，该元素将成为21世纪最重要和最有价值的经济商品。他表示：“世界以前从未需要过这么多的锂，因此目前的生产方法无法达到必要的规模。马修的颠覆性技术使我们能够以一种变革性的方式来恢复这一精髓资源。这将极大地改善锂矿开采的经济和环境影响。”

锂矿只是众多应用中最新的一个。马修和他的团队还与工业界合作，利用这些晶体来清洁天然气、清洁潜艇中的空气、净化药品等等。马修指出，这只是冰山一角。“我们的金属有机框架膜不仅可以将锂离子从水中分离出来，从而用于制造电池，我们还证明了我们可以将这些膜放入锂电池中，从而提高它们的寿命和容量。我们正在与当地的硼分子公司合作，扩大我们晶体的生产规模。”