在全球能源转型的浪潮中，锂作为电池制造的核心材料，其供应链安全已成为各国战略关注的焦点。中国目前控制着全球约65%的锂加工能力，并通过出口限制等手段对这一关键矿物形成"卡脖子"局面。与此同时，美国拥有丰富的锂资源，特别是阿肯色州和德克萨斯州地下的大量卤水，但传统提取方法要么能源密集、环境破坏严重，要么在经济上不可行。
在这一背景下，由MIT博士Mo Alkhadra '22和Martin Z. Bazant教授（Chevron化学工程讲席教授）联合创立的创业公司Lithios，正通过创新的电化学锂提取技术，为美国锂资源开发带来革命性突破。
从实验室到产业：Lithios的诞生与使命
Lithios的故事始于MIT化学工程系Bazant教授的实验室。Bazant教授通过与企业合作研究电池材料时，意识到传统锂提取方法的局限性，并开始探索新的技术路径。
"很多硬岩采矿在澳大利亚进行，但大多数矿石作为精矿运往中国进行加工，因为只有他们拥有相关技术，"Bazant解释道。
与此同时，在Bazant实验室攻读博士学位的Alkhadra专注于研究电化学分离过程，特别是从饮用水中去除铅和处理工业废水。随着2021年锂价因电池重要性提升而创下历史新高，两人开始思考Alkhadra的研究最有商业前景的应用方向。
"当时锂价正处于历史性飙升，"Alkhadra回忆道，"我们意识到，我的博士研究本质上是处理低浓度矿物提取，这恰好符合美国锂资源的特点。我们只需要将这项技术调整应用于新的场景。"
2022年Alkhadra完成博士学位后，Lithios正式成立，并获得Activate Fellowship资助。公司最初在MIT创业孵化器The Engine成长，2024年搬迁至马萨诸塞州梅德福的中试和制造设施。
技术突破：电化学锂提取的核心原理
Lithios的核心技术被称为"先进锂提取法"(Advanced Lithium Extraction)，其独特之处在于利用电化学反应和特定电极材料从卤水中选择性提取锂离子。
"想象一个大型电池，含盐水流入其中，"Alkhadra解释道，"当卤水与我们的电极接触时，系统会选择性吸附锂，同时几乎排斥所有其他杂质。当锂被捕获材料吸附后，我们只需改变电流方向，就能将锂释放回清洁水流中。这类似于电池的充电和放电过程。"
与传统方法相比，Lithios的技术具有显著优势：
- 高选择性：能够从低浓度、高杂质含量的卤水中提取锂，而其他直接提取技术难以处理这类资源
- 低能耗：相比传统的蒸发法需要数月时间且消耗大量能源，电化学过程更为高效
- 环境友好：不需要大面积的蒸发池，减少土地占用和水资源消耗
- 模块化设计：可根据需求灵活扩展，便于从小规模试点向商业化生产过渡
Bazant教授强调，公司的锂吸附材料特别适合这一应用："使用电池电极提取锂的主要挑战之一是如何完善整个系统。我们拥有一种在水中非常稳定且性能优异的锂提取材料，我们还学会了如何配制两种电极，通过控制离子传输和混合来使过程更加高效和低成本。"
从试点到商业化：Lithios的发展路线图
自2022年成立以来，Lithios已经取得了显著进展：
- 持续运行试点系统：自2023年6月以来，公司已持续运行试点系统，从世界各地的卤水中提取锂，验证了技术的可靠性
- 首个商业部署：最近，公司将早期版本的系统送往阿肯色州的商业合作伙伴，用于扩大运营规模
- 技术验证：随着模块化系统核心技术得到验证，Lithios计划明年开始运行更大规模的系统，年产能可达10-100吨碳酸锂
"在完成这次现场部署后，Lithios将迅速扩大规模，目标在2027年前建成商业示范工厂，并在本世纪末前扩大到年产千吨级的商业设施，"Alkhadra表示。
这一雄心勃勃的计划将使美国锂产量大幅提升。目前美国年锂产量不足5000吨，而Lithios的目标是建成年产2.5万吨碳酸锂的设施，这将使美国总产量提升5倍以上。
美国锂资源：被低估的战略资产
美国地质调查局去年的调查显示，仅阿肯色州西南部的斯马克霍弗地层就含有500万至1900万吨锂。
"如果仅根据当前价格估算，该地区蕴含的锂价值约2万亿美元，但目前无法开采，"Bazant指出，"如果能高效提取这些资源，将产生巨大影响。"
阿肯色州的锂资源以地下卤水形式存在，传统提取方法需要建设类似曼哈顿岛面积的大型蒸发池，不仅占用大量土地，还需要数年时间才能完成提取过程。Lithios的电化学技术则可以在紧凑的设施内快速完成提取，大大降低了环境足迹。
此外，Lithios的技术优势在于能够处理低品位资源。"当锂卤水品质良好时，其他方法也能工作，但随着资源质量下降，这些方法变得越来越不经济，这正是行业目前正在经历的情况，"Alkhadra解释道。
生态系统支持：MIT精神的延续
Lithios的成长离不开MIT创业生态系统的支持。在初创阶段，Alkhadra获得了MIT创业辅导服务(Venture Mentoring Service)、MIT Sandbox创新基金和马萨诸塞清洁能源中心的指导。
"我们正在开发一项独特技术，可以使美国成为关键矿物分离的世界中心，而且我们不可能在其他地方完成这项工作，"Bazant表示，"MIT是完美环境，主要是因为这里的人。MIT生态系统中有很多优秀的科学家和商业人士，他们技术精湛，随时愿意参与这样的项目。我们的第一批员工都是MIT的人，他们真正将MIT精神带入了我们的公司。"
未来展望：超越锂的广阔前景
虽然Lithios目前专注于锂提取，但Bazant指出，公司的技术路线未来也可应用于稀土元素和过渡金属等其他材料。
"我们的技术平台具有通用性，可以根据不同离子的特性进行调整，"Alkhadra补充道，"这为我们打开了更广阔的市场空间，特别是在清洁能源转型所需的关键矿物领域。"
随着全球对清洁能源解决方案的需求不断增长，Lithios的技术不仅有助于美国实现能源独立，还将为全球可持续发展做出贡献。通过将实验室创新转化为产业突破，这家MIT衍生企业展示了学术研究与商业实践结合的巨大潜力。
结语
Lithios的故事是科技创新解决关键资源挑战的典型案例。通过将MIT前沿研究与市场需求相结合，Alkhadra和Bazant不仅为美国锂供应链提供了新的解决方案，也为清洁能源转型奠定了物质基础。随着公司从试点向商业化迈进，我们有理由期待这一技术将重塑全球锂产业格局，为能源安全与可持续发展开辟新路径。
