|
近日，南京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在鹽湖鋰資源綠色開發(fā)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，為全球鋰資源的可持續(xù)利用提供了新的解決方案。該團(tuán)隊(duì)由朱嘉教授和陳駿院士領(lǐng)銜，與多位合作者共同完成了這項(xiàng)具有里程碑意義的研究。 9月27日，相關(guān)研究成果以“Solar transpiration-powered lithium extraction and storage”為題，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》上發(fā)表，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。該研究通過仿生鹽土植物的“選擇性吸收-儲(chǔ)存-釋放”機(jī)制，成功開發(fā)了界面光熱鹽湖提鋰技術(shù)，為青藏鹽湖鋰資源的綠色開發(fā)提供了有力支持。 鋰作為全球能源轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車電池和可再生能源儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而，我國(guó)鋰礦資源主要依賴進(jìn)口，青藏高原雖擁有豐富的鹽湖資源，但復(fù)雜的鹽湖化學(xué)條件和極高的環(huán)境保護(hù)要求使得大規(guī)模開采利用成為難題。此次南京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破，有望改變這一現(xiàn)狀，保障我國(guó)戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬鋰的安全供給。 該技術(shù)利用界面光熱蒸騰效應(yīng)，強(qiáng)化納米通道傳質(zhì)并驅(qū)動(dòng)高精度離子分離，實(shí)現(xiàn)了高選擇性、低能耗、低碳排放的太陽能鹽湖提鋰。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的界面光熱鹽湖提鋰裝置（STLES）主要包括三部分：界面光熱蒸騰作用在蒸發(fā)器納米通道內(nèi)產(chǎn)生超高毛細(xì)壓強(qiáng)；該毛細(xì)壓強(qiáng)傳遞至離子分離層，驅(qū)動(dòng)鋰離子選擇性從鹽水進(jìn)入儲(chǔ)存層；通過水循環(huán)系統(tǒng)收集儲(chǔ)存層中富集的鋰鹽，并實(shí)現(xiàn)裝置再生。 
研究團(tuán)隊(duì)搭建了界面光熱鹽湖提鋰平臺(tái)，對(duì)其鹽湖提鋰性能進(jìn)行了全面評(píng)估，并測(cè)試了該裝置在鹽湖鹵水中的提鋰效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該平臺(tái)能夠高效地從稀釋的鹽湖鹵水中提取鋰，并在528小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行中表現(xiàn)出了優(yōu)異的穩(wěn)定性，展示了其在長(zhǎng)期應(yīng)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(kuò)展性。通過優(yōu)化離子分離層，單級(jí)裝置的鋰選擇性提升了6倍；通過多級(jí)提鋰工藝，鋰選擇性可提升近40倍。模塊化設(shè)計(jì)賦予該系統(tǒng)良好的擴(kuò)展能力，鋰產(chǎn)量隨模塊數(shù)量線性增長(zhǎng)，充分展示了其在大規(guī)模應(yīng)用中的潛力。 朱嘉教授作為南京大學(xué)能源與資源學(xué)院的院長(zhǎng)和教授，長(zhǎng)期以來在基于微納結(jié)構(gòu)的光熱調(diào)控方面開展了深入系統(tǒng)的研究，并取得了多項(xiàng)重要原創(chuàng)成果。此次研究不僅是他個(gè)人學(xué)術(shù)生涯的又一重要里程碑，也是南京大學(xué)在科研創(chuàng)新方面的又一重大貢獻(xiàn)。 |
