我國科研人員開發(fā)出太陽能“鹽湖提鋰”新技術(shù)

記者從南京大學(xué)獲悉，該校教授朱嘉、中國科學(xué)院院士陳駿等通過模仿鹽土植物的蒸騰過程，成功從鹽湖鹵水中高效、環(huán)保地提取到高純度鋰鹽，有望助力我國高原鹽湖鋰產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》27日發(fā)表了相關(guān)成果。

據(jù)論文第一作者、南京大學(xué)特任副研究員宋琰介紹，作為電動汽車電池等儲能材料中的關(guān)鍵礦物，鋰主要以鹽湖鹵水和固體礦石兩種形態(tài)存在。我國高原地區(qū)分布著眾多鹽湖，鋰資源豐富，但湖水的“鎂鋰比”這一關(guān)鍵指標(biāo)偏高，導(dǎo)致鎂與鋰分離難度大，生產(chǎn)出的鋰鹽成本高、質(zhì)量低。高原地區(qū)生態(tài)脆弱，也對相關(guān)產(chǎn)業(yè)提出嚴(yán)格的環(huán)保要求。

圖為南京大學(xué)科研人員研制的“界面光熱‘鹽湖提鋰’裝置”。(南京大學(xué)供圖)

南京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)想到，在鹽堿環(huán)境下，鹽土植物能夠通過蒸騰作用，選擇性地吸收鹽分和水分。通過模仿蒸騰作用的原理，團(tuán)隊(duì)成功研制出“界面光熱‘鹽湖提鋰’裝置”。該裝置分3層，在陽光照射下，蒸發(fā)器的納米通道內(nèi)產(chǎn)生超高壓，高壓傳遞到離子分離層，就會選擇性地將鹵水中的鋰離子“驅(qū)趕”到儲存層，最后通過水循環(huán)系統(tǒng)收集儲存層中的鋰鹽。

宋琰告訴記者，在實(shí)驗(yàn)室模擬的晝夜交替與鹽湖鹵水環(huán)境中，該裝置已連續(xù)運(yùn)行528小時，鹵水的“鎂鋰比”從初始數(shù)值422降至2.5，鋰的純度提升160多倍，驗(yàn)證了整套裝置的可行性與高效率。

朱嘉說，通過模塊化拼裝組合，該裝置的面積可以不斷擴(kuò)展，從而增加鋰鹽的產(chǎn)量。“更重要的是，該裝置依靠太陽能即可運(yùn)行，不需要消耗額外的電力和化學(xué)藥劑，尤其適合在光照資源豐富但生態(tài)環(huán)境脆弱的高原地區(qū)應(yīng)用，能耗低，還環(huán)保。”

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃下階段到高原開展中試和產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)，針對高原各類鹽湖不同的物理化學(xué)特性，進(jìn)一步優(yōu)化裝置設(shè)計(jì)，爭取在多方支持下早日形成實(shí)用的鹽湖鋰礦生產(chǎn)線。