近日,由南京大学教授朱嘉、中国科学院院士陈骏领衔的科研团队,通过模仿自然界中盐土植物的蒸腾过程,成功研发出一种高效且环保的太阳能“盐湖提锂”新技术。该技术有望推动我国高原盐湖锂产业实现绿色高质量发展,相关研究成果已在国际学术期刊《科学》上发表。
据论文第一作者、南京大学特任副研究员宋琰介绍,锂作为电动汽车电池等储能材料的关键矿物,主要以盐湖卤水和固体矿石两种形态存在于自然界中。我国高原地区盐湖众多,锂资源丰富,但湖水中的“镁锂比”较高,导致镁锂分离难度大,传统工艺生产的锂盐成本高、质量低。此外,高原地区生态环境脆弱,对锂产业发展提出了严格的环保要求。
针对这一难题,南京大学科研团队巧妙模仿了盐土植物在盐碱环境下的蒸腾作用原理,成功研制出“界面光热‘盐湖提锂’装置”。该装置由三层结构组成,在阳光照射下,蒸发器的纳米通道内产生超高压,该压力传递到离子分离层后,能够选择性地将卤水中的锂离子“驱赶”到储存层,最终通过水循环系统收集到高纯度的锂盐。
宋琰表示,在实验室模拟的昼夜交替和盐湖卤水环境中,该装置已连续稳定运行528小时,卤水的“镁锂比”从初始的422降至2.5,锂的纯度提升了160多倍,充分验证了整套装置的可行性和高效率。
朱嘉指出,通过模块化拼装组合,该装置的面积可以灵活扩展,从而增加锂盐的产量。更重要的是,该装置完全依靠太阳能驱动,无需消耗额外的电力和化学药剂,特别适用于光照资源丰富但生态环境脆弱的高原地区,不仅降低了能耗,还实现了环保目标。
据了解,该团队计划在下阶段前往高原地区开展中试和产业化试验,针对高原各类盐湖的不同物理化学特性,进一步优化装置设计。在多方支持下,该团队有望早日形成实用的盐湖锂矿生产线,为我国锂产业的绿色发展贡献力量。
(陈席元)
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