較礦石提取便宜卻耗時 互有長短
近年，手提電腦、電話、照相機等等大行其道，除了各種儀器功能高度發展，吸引大眾爭相使用功不可沒外，耐用的電池也是不可或缺。現今流行的電子產品使用的電池，大都是鋰離子電池（lithium ion battery） 。
顧名思義，鋰離子電池當中自然含有鋰（lithium）這種金屬。近年推出的電動汽車，更加需要大量的鋰去製造更大的電池。金融公司高盛（Goldman Sachs）估計，特斯拉（Tesla ）的 S 型號電動汽車，其70kWh電池所需的鋰，比一萬部手機所需的鋰還要多。
大家可有想過，這些電池中的鋰，是從哪裡來的？要從大自然中提取鋰，礦石是現今一個主要的來源。
礦石提取4步驟 只需幾天完成
鋰輝石（spodumene）與透鋰長石（petalite）由鋰、鋁、矽及氧幾種元素組成，是鋰金屬的重要來源；鋰雲母（lepidolite）含有多種金屬，除了鋰以外，還是提供銣（rubidium）等等稀有金屬的原材料。
從這些礦石中提取鋰需要多重步驟，大致上有4種不同的過程。
第一，就是將礦石碾磨壓碎，以加速其他的化學過程；第二，是在提取過程的不同步驟中為材料加熱，這樣不但可以加快化學反應的速度，熱力本身還可以改變礦石的分子結構，令鋰更容易被提取；第三，在不同階段加入硫酸、蘇打，以化學反應最終製成碳酸鋰；第四，以不同方法將不必要的雜質去除。
南美「鋰金三角」水 加蘇打轉化
除了礦石以外，鋰還存在於一些含礦量高的泉水中。南美國家阿根廷、智利和玻利維亞有許多這樣的泉水，因此被稱為「鋰金三角」。
從這些泉水提煉鋰的方法，跟我們從海水提取食鹽有點兒相似：把這些泉水泵到地面的蓄水池中，然後等待陽光和乾燥的天氣讓水分慢慢蒸發掉；直至鋰的濃度達到一定程度再加入蘇打，泉水中的氯化鋰就會轉化成為碳酸鋰供我們收集。
和上述的「礦石方法」相比，這個方法便宜得多：大約只需要一半的成本。不過由於泉水蒸發的速度不會很高，這個「泉水方法」可能需要一年半到三年去提取碳酸鋰；反過來說，從礦石中提煉，只需幾天就足夠了。因此是「速度」與「成本」之間的取捨。
我們需要為鋰的供應而擔心嗎？美國麻省理工材料科學及工程學系的助理教授 Elsa A. Olivetti和她的伴侶於今年10月發表了一份研究文章，指出由 2010年至2014年間，我們對鋰的需求增加了73%，而供應只上升了28%，碳酸鋰的價格也在2015年急劇飆升。
不過，鋰在地球的含量，應該足夠滿足我們的需要。只不過「從泉水取鋰」的方法需時，不能馬上適應我們需求的急速改變。幸而有跡象顯示，供應商們正在努力提升產量，因此對鋰未來的狀況還不需悲觀。 ■張文彥博士
作者簡介：香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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