賓州開採頁岩廢水可供全國40%鋰需求　矽還有助多容納10倍鋰離子

編譯／Elisa

鋰是製造電池的關鍵成分，現在美國國家能源技術實驗室（National Energy Technology Laboratory, NETL）研究人員發現，這項寶貴資源還能從賓州馬賽勒斯頁岩（Marcellus Shale）開採的廢水中提取。

賓州馬賽勒斯頁岩火山灰夾層富含鋰

首席研究員麥基（Justin Mackey）表示，馬賽勒斯頁岩因為含有火山灰夾層，蘊藏豐富鋰含量，開採時夾層裡的鋰流到採出水裡。因此與其他頁岩地層開採產生的採出水（produced water）相比，鋰含量也多，產量可滿足國內40%的需求，年度估計全州鋰產量每年可達約1160公噸。目前國內鋰消費量每年估計為3000噸，而馬賽勒斯頁岩的開採壽命有望超過幾十年。

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美國陸軍開發更輕更持久穿戴式電池組

同時，美國陸軍對可穿戴電池技術的需求持續攀升，軍方正計畫開發新一代的適形可穿戴電池（Conformal Wearable Battery），體積和重量減少達29%，但能量密度大幅提升。現在加州電池製造公司，Amprius推出的SiMaxx矽陽極安全電池（silicone-anode batteries），可提供高達450 Wh/kg 和 1,150 Wh/L 的能量，能量密度可比現有電池高兩倍。

矽可容納多達10倍鋰離子

關鍵就在製造商將傳統石墨電池陽極，換成了矽奈米線結構（nanowire structure）。矽能夠容納多達10倍鋰離子，奈米線結構則更能適應離子移動時造成的體積膨脹與收縮，就能防止矽劣化（degradation）。未來士兵需要能容納更多電力，尺寸又最輕巧的穿戴型電池，才能在出動特定任務時，為偵測器、電子產品和關鍵通訊設備提供電力，進而能延長士兵在戰場上出動的時間。

資料來源：Interesting Engineering 1、2

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