圖 界面光熱鹽湖提鋰的運行機制和器件組成。(A-B)界面光熱鹽湖提鋰的運行機制; (C-E)從上到下分別為：光熱蒸發器、存儲層和離子篩分層
在國家自然科學基金項目(批準號：51925204、92262305)等資助下，南京大學朱嘉教授與合作者在鹽湖鋰資源綠色開發領域取得進展。相關成果以“界面光熱鹽湖提鋰技術(Solar transpiration–powered lithium extraction and storage)”為題，于2024年9月27日在線發表于《科學》(Science)。論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034。
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。鹽湖型鋰礦是全球鋰資源的主要來源，以我國為例，青藏高原蘊藏著豐富的鹽湖鋰礦資源。然而，由于鹽湖化學條件復雜以及環境保護要求嚴格，至今尚未實現大規模開采，成為我國鹽湖鋰資源開發的“卡脖子”難題。因此，發展綠色、環保、可持續的鹽湖提鋰新技術，是破解這一難題的關鍵，具有重要的經濟價值和戰略意義。
朱嘉教授團隊借鑒鹽土植物對鹽分的“選擇性吸收-儲存-釋放”機制，開發了界面光熱鹽湖提鋰材料與器件(STLES，圖A-B)。研究團隊采用高效光熱轉換的鋁基等離激元蒸發器(圖C)作為界面光熱層，實現了水的快速蒸發并在百納米通道內產生超高毛細壓強。同時，采用親水多孔的二氧化硅陶瓷作為鋰鹽存儲層(圖D)，聚酰胺納濾膜作為離子篩分層(圖E)，實現了鋰離子的選擇性提取和存儲。裝置運行過程中，水和鋰鹽在毛細壓強作用下穿過離子篩分層進入存儲層，隨后通過水循環系統收集，完成裝置再生。研究結果表明，該技術能夠從稀釋的鹽湖鹵水中高效提取鋰，并在超過500小時的連續運行中保持優異的穩定性，展現了長期應用的巨大潛力。此外，該技術兼容性強，通過優化離子篩分層和采用多級提鋰工藝，鋰選擇性分別提升了6倍和40倍。模塊化設計還使得鋰產量能夠隨模塊數量線性增長，進一步增強了該項技術的實用性和擴展性。
該工作通過界面光熱鹽湖提鋰技術實現了鹽湖中鋰資源的有效提取，有望推動我國青藏鹽湖鋰資源的綠色開發，減少我國對進口鋰礦的依賴，保障我國戰略性關鍵金屬鋰的安全供給。
聲明：
“我國學者在界面光熱鹽湖提鋰技術研究方面取得進展” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：南京大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
