科學家開發太陽能鹽湖提鋰新技術

南京大學教授朱嘉、中國科學院院士陳駿與合作者在鹽湖鋰資源綠色開發領域取得重要突破。該工作通過仿生鹽土植物的“選擇性吸收-儲存-釋放”機制，成功開發了界面光熱鹽湖提鋰技術。相關研究成果于日前發表在《科學》。

界面光熱鹽湖提鋰的運行機制和器件組成。課題組供圖

鹽湖型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，至今鋰難以大規模開采利用，發展綠色、環保、可持續的鹽湖提鋰新技術，成為破解這一難題的關鍵。

自然界中的許多生命系統，例如鹽生植物，具備高效提取特定物質的能力。鹽生植物能夠利用蒸騰作用，從鹽堿環境中選擇性吸收鹽分和水分，并通過特定器官儲存和排出體內多余的鹽分。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，南京大學研究團隊成功開發了界面光熱鹽湖提鋰裝置（STLES）。研究團隊搭建了界面光熱鹽湖提鋰平臺，對其鹽湖提鋰性能進行了全面評估，并測試了該裝置在鹽湖鹵水中的提鋰效果，結果表明該平臺能夠高效地從稀釋的鹽湖鹵水中提取鋰。得益于其可再生能力，裝置在528小時的連續運行中表現出了優異的穩定性，從而展示了其在長期應用中的巨大潛力。此外，界面光熱鹽湖提鋰裝置還具有良好的兼容性和可擴展性。通過優化離子分離層，單級裝置的鋰選擇性提升了6倍；通過多級提鋰工藝，鋰選擇性可提升近40倍。模塊化設計賦予該系統良好的擴展能力，鋰產量隨模塊數量線性增長，充分展示了其在大規模應用中的潛力。

朱嘉表示，該技術利用界面光熱蒸騰效應，強化納米通道傳質并驅動高精度離子分離，實現了高選擇性、低能耗、低碳排放的太陽能鹽湖提鋰。這一技術有望推動我國青藏鹽湖鋰資源的綠色開發，減少對進口鋰礦的依賴，保障了鋰的安全供給。

相關論文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034