在全球范围内，电动交通正日益普及。根据国际能源署的数据，2024年全球电动汽车销量超过1700万辆——全球售出的新车中超过20%是电动的。与传统汽车相比，此类交通被认为对生态和城市环境更安全：电动汽车向大气中排放的有害物质更少，产生的噪音也更小。尽管如此，目前还不能将电动交通称为完全环保的——问题在于锂离子电池的复杂开采和回收过程，相当一部分现代电子产品，包括许多电动汽车、以及风能和太阳能发电站、智能手机、医疗设备都依赖于这种电池。

目前，制造此类电池所需的锂是从地下盐水矿床中开采的，这会导致水资源的污染和枯竭。一种更环保的获取锂的方法是回收利用已使用过的锂离子电池。目前这是通过电化学方法完成的——吸附和沉淀，这些方法不仅对锂敏感，对镁也敏感。因此，科学家们正在寻找能够回收锂离子电池并从中精准提取锂的新方法。

来自ITMO、新加坡国立大学和广东工业大学（中国）的科学家开发了一种基于MXene和纤维素的膜，它能以不低于90%的效率从复杂环境中选择性提取锂离子。该膜可以从盐溶液（例如盐湖卤水）和回收的锂离子电池中提取锂。通过加热或冷却膜中的纤维素，可以改变材料的性质并控制纳米通道，这些通道能选择性吸附锂离子，同时不吸附镁离子。据科学家称，所提出的方法具有能源效率——该过程由电加热控制，不需要大量能源消耗。

选择MXene（基于钛、氮和碳的二维材料）和纤维素并非偶然。纤维素具有改变其含水量的特性，这使得可以控制膜对不同离子的敏感性。MXene是材料科学家中流行的一种层状结构，具有导电性——这一特性对于提取锂离子很重要。

"中国和新加坡的科学家开发了膜，而我们计算了它们的效率。为了验证膜的特性，同事们使用了含有不同离子（锂、钠、镁和钾）的溶液。为了研究膜的效率，我们通过量子化学方法计算了锂的吸附。计算显示了很高的结果：该技术能够从盐溶液中提取90%的锂离子，从锂离子电池制成的卤水中提取98%的锂离子。所提出的方法优于许多膜法提取锂技术，并且在效率上与从固体矿物（例如锂辉石）中提取锂相当——然而我们的过程能效要高得多，"该研究的作者之一、ITMO信息化学科学与教育中心副教授Ivan Moskalenko说道。

国外同行已经在新加坡的一家工厂实施了该技术。