德州农工大学研发仿鱼微纳机器人：可在海水中主动捕获锂离子

美国德州农工大学研究团队正在开发一种仿鱼游动的微纳机器人，使其能够在海水中主动寻找并捕获锂离子，为电池、电动汽车和储能系统所需锂资源提供新的提取方式。该项目获得美国能源部100万美元资助，目标是建立效率更高、环境影响更低的海水提锂技术。

该项目由德州农工大学工业与系统工程系Dr. Shiren Wang和机械工程系Dr. Jingjing (Jenny) Qiu共同负责，是美国能源部加强关键矿产供应链计划的一部分。

随着电动汽车、动力电池和清洁能源储能系统普及，全球锂需求快速增长。目前，锂资源主要来自陆地矿山和地下卤水，但这些方法受到资源分布和地理位置限制，同时可能需要大量能源和基础设施。研究团队因此将海水视为潜在的替代锂来源，并尝试通过具有主动运动能力的微纳机器人提高提取效率。

通过光驱动和磁场回收

研究团队采用特殊的微米和纳米颗粒制造机器人，这些颗粒可以在光等外部作用下在海水中移动，并在完成任务后通过磁场进行回收。与依靠锂离子自然移动至固定吸附材料的传统方案相比，仿鱼微纳机器人能够主动穿过海水，寻找并捕获其中的锂离子。

Qiu表示，传统采矿需要开挖土地或抽取地下卤水，并消耗大量能源，而自主微纳机器人可以在海水中自由移动，对大型基础设施的依赖较低。

研究人员认为，海水提锂可以为不断增长的全球锂需求提供一种相对稳定的替代来源，并有助于加强美国本土锂供应链，同时降低传统开采方式产生的环境影响。

面向可重复、连续运行的提锂系统

项目下一阶段将重点改善微纳机器人的运动和吸附性能，测试其锂回收效率，并探索将技术扩大至更大规模示范系统的方法。研究团队希望最终建立一种成本可控、能够重复使用并可连续运行的海水提锂流程。

不过，这项技术仍面临多项挑战。海水中含有大量不同类型的离子和矿物质，机器人需要在复杂成分中选择性捕获浓度较低的锂离子；同时还必须保证其在海洋环境中的耐久性，防止材料失效或流失，并证明该技术能够扩大至工业应用规模。研究团队还将评估未来实际部署可能产生的环境影响。

该项目结合了微纳机器人设计、仿生运动、智能材料、海洋环境测试和锂回收分析等技术，也是美国能源部此次资助的19个关键矿产项目之一。研究团队希望利用主动、可移动的提取系统，为电池材料和能源基础设施建立新的锂资源获取路径。

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原文：Researchers develop fish-like nanorobots to recover lithium from seawater