我国学者在界面光热盐湖提锂技术研究方面取得进展

　　

图 界面光热盐湖提锂的运行机制和器件组成。（A-B）界面光热盐湖提锂的运行机制；
（C-E）从上到下分别为：光热蒸发器、存储层和离子筛分层

　　在国家自然科学基金项目（批准号：51925204、92262305）等资助下，南京大学朱嘉教授与合作者在盐湖锂资源绿色开发领域取得进展。相关成果以“界面光热盐湖提锂技术（Solar transpiration–powered lithium extraction and storage）”为题，于2024年9月27日在线发表于《科学》（Science）。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034。

　　锂作为全球能源转型中的战略性关键金属，广泛应用于电动汽车电池和可再生能源储能系统。盐湖型锂矿是全球锂资源的主要来源，以我国为例，青藏高原蕴藏着丰富的盐湖锂矿资源。然而，由于盐湖化学条件复杂以及环境保护要求严格，至今尚未实现大规模开采，成为我国盐湖锂资源开发的“卡脖子”难题。因此，发展绿色、环保、可持续的盐湖提锂新技术，是破解这一难题的关键，具有重要的经济价值和战略意义。

　　朱嘉教授团队借鉴盐土植物对盐分的“选择性吸收-储存-释放”机制，开发了界面光热盐湖提锂材料与器件（STLES，图A-B）。研究团队采用高效光热转换的铝基等离激元蒸发器（图C）作为界面光热层，实现了水的快速蒸发并在百纳米通道内产生超高毛细压强。同时，采用亲水多孔的二氧化硅陶瓷作为锂盐存储层（图D），聚酰胺纳滤膜作为离子筛分层（图E），实现了锂离子的选择性提取和存储。装置运行过程中，水和锂盐在毛细压强作用下穿过离子筛分层进入存储层，随后通过水循环系统收集，完成装置再生。研究结果表明，该技术能够从稀释的盐湖卤水中高效提取锂，并在超过500小时的连续运行中保持优异的稳定性，展现了长期应用的巨大潜力。此外，该技术兼容性强，通过优化离子筛分层和采用多级提锂工艺，锂选择性分别提升了6倍和40倍。模块化设计还使得锂产量能够随模块数量线性增长，进一步增强了该项技术的实用性和扩展性。

　　该工作通过界面光热盐湖提锂技术实现了盐湖中锂资源的有效提取，有望推动我国青藏盐湖锂资源的绿色开发，减少我国对进口锂矿的依赖，保障我国战略性关键金属锂的安全供给。