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23
2026
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05
Science子刊：用于从复杂卤水中太阳能驱动提锂的双膜-吸附蒸发器
作者：
研究背景
随着电动汽车、储能系统以及各类消费电子产品的快速普及，全球对锂的需求在过去15年里增长了超过六倍，并且这一增长趋势仍在加速。然而，目前全球超过一半的锂资源储存在盐湖或地热卤水中，传统提锂工艺主要依赖“太阳能蒸发+化学沉淀”的多步流程。
这种方法虽然成熟，但存在三大痛点：
周期长：仅太阳能蒸发一步就需要耗时长达一年；
效率低下：当卤水中存在大量干扰离子（尤其是镁离子和钙离子）时，锂的提取效率和选择性大幅下降；
土地占用大：需要大面积蒸发池，环境足迹显著。
特别是当卤水中的镁锂比很高时，传统方法几乎难以分离锂，导致大量锂资源无法经济开采。因此，全球科研界正积极寻找能够快速、高选择、低成本从复杂卤水中提取锂的新型技术。在这一背景下，来自加州大学伯克利分校的研究团队提出了一种创新方案——将太阳能驱动蒸发、选择性渗透膜和锂吸附材料三者耦合，构建出一种无需外部能源输入、自动运行的“双膜-吸附蒸发系统”，为解决上述挑战提供了全新的思路。
本文摘要
未来几十年，为了满足对电池日益增长的需求，需要可靠的锂供应。在这项工作中，展示了通过将太阳能驱动蒸发、吸附和膜技术耦合在一起，从卤水中有效提取锂的潜力。首先通过一种易于规模化的一步法，将锂锰氧化物材料涂覆在棉棒上，合成了一种三维吸附式蒸发器。然后，在蒸发器的根部安装了一个渗透膜，以提高锂镁选择性，防止二价阳离子引起的结垢，从而进一步提高水的蒸发通量。该双膜-吸附蒸发器的运行完全由渗透力和毛细力驱动，无需额外的能量输入。研究发现，渗透膜的加入使锂镁选择性提高了10倍以上，达到高于40。该双过程还实现了高锂钙选择性，并通过自我调节内部渗透压证明了其长期稳定性。最后，在三种具有不同卤水化学组成的模拟卤水溶液中进行了测试，在整个长期测试过程中，蒸发速率始终保持在高位且稳定。这表明，该技术可用于世界各地不同的卤水溶液，实现锂捕获以及与竞争性二价阳离子的分离。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/1Bp5ZWS9ck7FV7MIe6bFng
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