鹽湖中的鋰礦是全球鋰資源的重要來源。然而，由于復雜的鹽湖化學條件和極高的環境保護要求，至今難以大規模開采利用，成為我國鋰礦開采的“卡脖子”難題。9月28日，記者從南京大學獲悉，該校教授朱嘉、中國科學院院士陳駿等學者通過開發界面光熱鹽湖提鋰裝置，利用太陽能從鹽湖水中實現了高選擇性、低能耗、低碳排放的提取鋰。相關成果27日發表于國際知名學術期刊《科學》。
鋰作為全球能源轉型中的戰略性關鍵金屬，廣泛應用于電動汽車電池和可再生能源儲能系統。
論文的共同第一作者、南大特任副研究員宋琰介紹，我國的青藏高原擁有極其豐富的鹽湖資源，蘊藏著巨大的鋰礦儲量。“發展綠色、環保、可持續的鹽湖提鋰新技術，具有重要的經濟價值和戰略意義。”
在多年的摸索后，自然界中鹽生植物高效提取特定物質的能力吸引了團隊的注意。“樹葉在蒸發時，會在樹葉內產生極高的壓強，并通過樹干將壓強傳遞到樹根，從而使樹根通過內皮層選擇性地吸收鹽堿環境中的鹽和水。水會儲存在樹干中，而多余的鹽則會排出樹體。”宋琰說，這種“選擇性吸收-儲存-釋放”機制，使鹽生植物能夠在極端鹽堿環境中維持正常的新陳代謝和生長，也為開發高效、可持續的鹽湖鋰資源提取技術提供了重要的仿生學啟示。
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，它們相當于樹葉；在“樹葉”下方的儲存層，則是氧化硅，這種材料親水性好，又很硬，孔隙率高，因而能為裝置提供支撐并儲存更多的鋰鹽；漂浮在水面上、與水直接接觸的納濾膜相當于“樹根”，它們的孔徑小，可以讓鋰穿過這層膜進入儲存層，而阻隔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效應，從而在裝置內產生壓強，讓鹽湖水在穿過納濾膜時，將水和鋰離子與其他物質分離，進入裝置中，完成鋰的提取。
宋琰說，研究團隊還搭建了界面光熱鹽湖提鋰平臺，測試了該裝置在鹽湖鹵水中的提鋰效果。結果顯示，該平臺能夠高效地從稀釋的鹽湖鹵水中提取鋰，并在運行528小時后仍性能穩定。
研究團隊表示，這項關鍵技術的研發，有望推動我國青藏鹽湖鋰資源的綠色開發，保障戰略性關鍵金屬鋰的安全供給。
鹽湖中的鋰礦是全球鋰資源的重要來源。然而，由于復雜的鹽湖化學條件和極高的環境保護要求，至今難以大規模開采利用，成為我國鋰礦開采的“卡脖子”難題。9月28日，記者從南京大學獲悉，該校教授朱嘉、中國科學院院士陳駿等學者通過開發界面光熱鹽湖提鋰裝置，利用太陽能從鹽湖水中實現了高選擇性、低能耗、低碳排放的提取鋰。相關成果27日發表于國際知名學術期刊《科學》。
鋰作為全球能源轉型中的戰略性關鍵金屬，廣泛應用于電動汽車電池和可再生能源儲能系統。
論文的共同第一作者、南大特任副研究員宋琰介紹，我國的青藏高原擁有極其豐富的鹽湖資源，蘊藏著巨大的鋰礦儲量。“發展綠色、環保、可持續的鹽湖提鋰新技術，具有重要的經濟價值和戰略意義。”
在多年的摸索后，自然界中鹽生植物高效提取特定物質的能力吸引了團隊的注意。“樹葉在蒸發時，會在樹葉內產生極高的壓強，并通過樹干將壓強傳遞到樹根，從而使樹根通過內皮層選擇性地吸收鹽堿環境中的鹽和水。水會儲存在樹干中，而多余的鹽則會排出樹體。”宋琰說，這種“選擇性吸收-儲存-釋放”機制，使鹽生植物能夠在極端鹽堿環境中維持正常的新陳代謝和生長，也為開發高效、可持續的鹽湖鋰資源提取技術提供了重要的仿生學啟示。
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，它們相當于樹葉；在“樹葉”下方的儲存層，則是氧化硅，這種材料親水性好，又很硬，孔隙率高，因而能為裝置提供支撐并儲存更多的鋰鹽；漂浮在水面上、與水直接接觸的納濾膜相當于“樹根”，它們的孔徑小，可以讓鋰穿過這層膜進入儲存層，而阻隔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效應，從而在裝置內產生壓強，讓鹽湖水在穿過納濾膜時，將水和鋰離子與其他物質分離，進入裝置中，完成鋰的提取。
宋琰說，研究團隊還搭建了界面光熱鹽湖提鋰平臺，測試了該裝置在鹽湖鹵水中的提鋰效果。結果顯示，該平臺能夠高效地從稀釋的鹽湖鹵水中提取鋰，并在運行528小時后仍性能穩定。
研究團隊表示，這項關鍵技術的研發，有望推動我國青藏鹽湖鋰資源的綠色開發，保障戰略性關鍵金屬鋰的安全供給。
本文鏈接：太陽能提鋰！南大為開發鹽湖鋰資源提供新路徑http://www.sq15.cn/show-2-8665-0.html
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