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在这个能源转型的关键时刻,战略性关键金属锂正扮演着举足轻重的角色。它不仅是电动汽车电池的“心脏”,更是可再生能源储能系统的“大脑”。然而,面对全球日益增长的锂需求,如何高效、环保地开采锂资源,成为了摆在我们面前的一道难题。近日,南京大学教授朱嘉、中国科学院院士陈骏等学者的一项突破性成果,为这道难题提供了全新的解题思路——界面光热盐湖提锂装置。这项技术不仅有望推动我国高原盐湖锂产业绿色高质量发展,更将引领未来能源革命的新篇章。
南京大学教授朱嘉
中国科学院院士陈骏
“绿色金矿”:盐湖锂资源的挑战与机遇在青藏高原这片神秘而广袤的土地上,蕴藏着丰富的盐湖资源,其中就包括被誉为“绿色金矿”的锂资源。
青海湖盐湖
锂,这个在新能源领域举足轻重的金属元素,正随着全球能源转型的步伐,逐渐成为各国竞相争夺的战略资源。然而,盐湖锂资源的开采并非易事。复杂的盐湖化学条件、极高的环境保护要求,以及传统开采技术的高能耗、高污染问题,都成为了制约盐湖锂资源大规模开发利用的瓶颈。
面对这些挑战,南京大学的研究团队迎难而上,经过多年的摸索与实践,终于开发出了一种全新的盐湖提锂技术——界面光热盐湖提锂装置。这项技术的诞生,不仅为盐湖锂资源的开采提供了新的可能,更有望开启盐湖锂资源绿色、环保、可持续利用的新纪元。
仿生学启示:盐生植物的智慧在盐碱环境下,盐土植物展现出了惊人的生命力。它们通过蒸腾作用,选择性地吸收盐分和水分,维持着正常的新陈代谢和生长。这种“选择性吸收-储存-释放”机制,正是盐生植物在极端盐碱环境中生存的智慧所在。南京大学的研究团队,正是从这种智慧中汲取了灵感。
他们注意到,盐生植物在盐碱环境下的生存策略,与盐湖锂资源的提取有着异曲同工之妙。于是,研究团队开始尝试将仿生学原理应用于盐湖提锂技术的研发中。经过无数次的试验与优化,他们终于开发出了一种能够高效利用太阳能、以高选择性、低能耗、低碳排放方式从盐湖水中提取锂的界面光热盐湖提锂装置。
界面光热盐湖提锂装置:绿色创新的杰作这项界面光热盐湖提锂装置,堪称绿色创新的杰作。它直接漂浮在盐湖的水面上,就像一棵扎根于盐湖之中的“光热树”。这棵“树”由三部分组成:最上层的蒸发器、位于蒸发器下方的储存层,以及与水面直接接触的纳滤膜。
蒸发器由氧化铝材料制成,它就像“树叶”一样,能够吸收太阳光并产生热能。这些热能会驱动装置内的蒸腾作用,产生压强。而位于蒸发器下方的储存层,则采用亲水性好、硬度高且孔隙率高的氧化硅材料制成。它就像“树干”一样,为装置提供支撑,并储存着丰富的锂盐。
与水面直接接触的纳滤膜,则是这棵“光热树”的“树根”。它的孔径细微,能够允许锂离子穿透进入储存层,同时阻止一些大离子进入装置内。这样,锂离子就能在储存层中富集起来,实现高效提取。
图为南京大学科研人员研制的“界面光热‘盐湖提锂’装置”。 (南京大学供图)
实测效果:稳定高效,未来可期为了验证这项技术的实际效果,研究团队还基于该装置搭建了界面光热盐湖提锂平台,并在盐湖卤水中进行了提锂测试。结果显示,该平台能够高效地从稀释的盐湖卤水中提取锂,并在运行528小时后仍保持稳定性能。这一结果无疑为盐湖提锂技术的商业化应用奠定了坚实的基础。
绿色革命:推动高原盐湖锂产业高质量发展这项关键技术的研发成功,不仅标志着我国在盐湖提锂技术领域取得了重大突破,更将推动我国高原盐湖锂产业绿色高质量发展。传统的盐湖提锂技术往往存在高能耗、高污染等问题,而这项新技术则以其高选择性、低能耗、低碳排放的特点,为盐湖锂资源的绿色开发提供了新的可能。
随着这项技术的不断推广和应用,我国高原盐湖锂产业将迎来前所未有的发展机遇。一方面,这将有助于提升我国锂资源的自给率,保障战略性关键金属锂的安全供给;另一方面,这也将促进我国新能源产业的快速发展,为实现碳达峰、碳中和目标贡献重要力量。
展望未来:新能源时代的“绿色引擎”回望过去,盐湖锂资源的开采和利用曾面临诸多挑战。但如今,随着界面光热盐湖提锂技术的诞生和不断发展,这些挑战正逐一被克服。这项绿色创新的技术,不仅为我国盐湖锂资源的开发利用提供了新的思路和方法,更将成为新能源时代推动能源转型和绿色发展的“绿色引擎”。
在未来的日子里,我们有理由相信,这项界面光热盐湖提锂技术将在更广阔的舞台上绽放光彩。它将助力我国高原盐湖锂产业实现绿色高质量发展,为新能源产业的蓬勃发展提供源源不断的动力。同时,它也将为全球能源转型和绿色发展贡献中国智慧和力量。