記者近日從南京大學獲悉，該校教授朱嘉、中國科學院院士陳駿等學者開發了一種界面光熱鹽湖提鋰裝置，該裝置能高效利用太陽能，以高選擇性、低能耗、低碳排放的方式從鹽湖水中提取鋰。相關論文近日發表于國際期刊《科學》。
作為全球能源轉型中的戰略性關鍵金屬，鋰廣泛應用于電動汽車電池和可再生能源儲能系統。鹽湖型鋰礦是全球鋰資源的重要來源，但由于復雜鹽湖化學條件和極高環境保護要求，難以大規模開采利用，這成為我國鋰礦開采的難題。
論文共同第一作者、南京大學特任副研究員宋琰介紹，青藏高原擁有極其豐富的鹽湖資源，蘊藏著巨大鋰儲量，發展綠色、環保、可持續的鹽湖提鋰新技術，具有重要經濟價值和戰略意義。
經過多年摸索后，團隊注意到自然界中鹽生植物高效提取特定物質的能力。在鹽堿環境下，鹽土植物能通過蒸騰作用，選擇性地吸收鹽分和水分。宋琰說，這種“選擇性吸收—儲存—釋放”機制，使鹽生植物能在極端鹽堿環境中維持正常的新陳代謝和生長。這為開發高效、可持續的鹽湖鋰資源提取技術提供了重要仿生學啟示。
受此啟發，研究團隊開發了界面光熱鹽湖提鋰裝置。“裝置直接漂浮在水面上，可以把它理解為一棵樹。”宋琰介紹，最上層的蒸發器由氧化鋁材料制成，相當于“樹葉”;位于“樹葉”下方的是儲存層，采用親水性好、硬度高且孔隙率高的氧化硅材料制成，能為裝置提供支撐并儲存豐富鋰鹽;與水面直接接觸的納濾膜相當于“樹根”，其孔徑細微，能允許鋰離子穿透進入儲存層，同時阻止一些大離子進入裝置內，從而實現鋰的富集。
據介紹，這種裝置通過吸收太陽光產生熱能，再利用熱能驅動蒸騰作用，在裝置內產生壓強。當鹽湖水流經納濾膜時，這一壓力促使水分子和鋰離子穿透膜層，而將其他物質有效分離，從而實現對鋰的高效提取。
宋琰說，研究團隊還基于該裝置搭建了界面光熱鹽湖提鋰平臺，測試了在鹽湖鹵水中的提鋰效果。結果顯示，該平臺能高效地從稀釋的鹽湖鹵水中提取鋰，并在運行528小時后仍保持穩定性能。
據介紹，這項關鍵技術的研發，有望推動我國高原鹽湖鋰產業綠色高質量發展，保障戰略性關鍵金屬鋰的安全供給。
責任編輯：陸迪
