近年来，核聚变技术因其为经济功能提供更清洁动力的潜力而引起了广泛关注。经过数十年的研究，该领域已经达到了可以复制太阳上发生的反应条件并获得净能量增益的水平。在核聚变过程中，氢的同位素氘和氚结合产生氦和大量能量。由于氚具有放射性、稀有且来源昂贵，核聚变设施通常会设置增殖反应堆，通过用中子轰击锂层来产生氚同位素。
锂同位素锂-6和锂-7均可用于增殖氚，但与锂-6的反应效率要高得多。传统上，锂-6是通过COLEX生产的，其中使用液态汞将其与常见的同位素锂-7分离。然而，自1963年以来，美国因污染问题对液态汞实施禁令，这意味着该国无法再生产锂-6。自那时起，美国橡树岭国家实验室(ORNL)保存的锂-6储备量一直在减少。
参与这项工作的研究人员Sarabjit Banerjee和Andrew Ezazi表示，目前还没有关于美国锂-6储备量的公开信息，因为这与生产热核弹头的能力和此类武器的数量息息相关。但如果核聚变成为现实，工厂每天将需要数吨锂-6。
班纳吉和他的团队在西德克萨斯州开展清洁“生产水”的项目时，偶然发现了一种无汞分离锂-6的方法。在石油和天然气钻探过程中，上升到地面的地下水必须经过清洁后才能被抽回。研究人员使用水泥膜过滤掉淤泥和残油时，发现废水中的锂含量很高。这是由于氧化钒(V2O5)具有锂结合能力。这种实验室合成的无机材料也适用于电池。
班纳吉补充道，他们发现zeta-V2O5确实是锂离子插入的高选择性载体，即使在高盐废水中钠、镁和钙离子含量高出几个数量级的情况下，也能捕获锂。研究人员测试了该材料在锂-6和锂-7之间的特异性，发现它有助于富集锂-6同位素。有趣的是，锂离子与zeta-V2O5结合后，其颜色从亮黄色变为深橄榄绿色，因此可以直观地监测分离过程。
据该团队称，一次电化学循环可将锂浓缩5.7%，而浓缩30%是聚变燃料的最低要求，这可以通过重复使用膜25次来实现。当被问及该膜的成本时，班纳吉表示，zeta-V2O5的生产成本并不高，而且这种材料可以反复循环使用，不会损失选择性。虽然他们已经证明了概念验证，但只要循环次数足够多，预计在40次循环内就能达到90%的浓缩锂-6。
目前，该团队正在努力将他们的方法推广到工业水平。班纳吉在一份新闻稿中表示，人们对核聚变作为清洁能源的最终解决方案非常感兴趣，他们希望得到一些支持，将其打造为一个切实可行的解决方案。该研究成果已发表在《化学》杂志上。
