浙江海洋大學(xué)團(tuán)隊(duì)突破海水提鋰技術(shù) 開辟鋰資源可持續(xù)利用新路徑

在全球鋰資源需求激增的背景下，一場由青年力量主導(dǎo)的科研突圍戰(zhàn)正在浙江海洋大學(xué)悄然打響。一支全部由本科生組成的 “海母鋰泵” 團(tuán)隊(duì)，憑借對科學(xué)的執(zhí)著與創(chuàng)新的勇氣，在海水提鋰領(lǐng)域取得重大突破，成功研發(fā)出新型海水提鋰裝置，為鋰資源的可持續(xù)開發(fā)帶來了全新希望。

鋰作為 “21 世紀(jì)的能源金屬”，在新能源汽車電池、儲能設(shè)備、高端陶瓷等領(lǐng)域占據(jù)著無可替代的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年對鋰的需求正以超過 15% 的速度增長。而海水中約 23000 億噸的鋰儲量，相當(dāng)于陸地鋰資源的數(shù)千倍，若能有效提取，將極大緩解全球鋰資源緊張局面。然而，海水提鋰面臨著諸多技術(shù) “攔路虎”：海水中鋰離子濃度極低，僅為 0.17 - 0.25 毫克 / 升，且與鈉離子、鎂離子等大量共存，傳統(tǒng)分離技術(shù)不僅效率低，成本更是居高不下；此外，現(xiàn)有的光蒸發(fā)裝置在深層海水提取時(shí)，極易因海水中的顆粒雜質(zhì)出現(xiàn)堵塞，嚴(yán)重影響提取效率與設(shè)備壽命；而大規(guī)模量產(chǎn)所需的標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)流程，更是一直處于空白狀態(tài)。

面對這些世界級難題，“海母鋰泵” 團(tuán)隊(duì)沒有絲毫退縮。他們整日泡在實(shí)驗(yàn)室，查閱海量文獻(xiàn)，與指導(dǎo)老師反復(fù)研討。一次偶然的機(jī)會，團(tuán)隊(duì)成員在觀察水生植物根系時(shí)靈光乍現(xiàn)：水生植物能夠高效吸收水中養(yǎng)分，并通過蒸騰作用運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)部位，這與海水提鋰的需求不謀而合！受此啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)開始模仿植物的生理結(jié)構(gòu)與工作原理，設(shè)計(jì)出一套被動(dòng)式太陽能蒸騰驅(qū)動(dòng)的鋰提取和儲存裝置。

圖1 團(tuán)隊(duì)成員反復(fù)調(diào)整攻關(guān)難題

在光催化蒸發(fā)設(shè)計(jì)方面，團(tuán)隊(duì)同樣展現(xiàn)出卓越的創(chuàng)新能力。他們經(jīng)過上百次配方調(diào)整與工藝優(yōu)化，成功制備出以氧化石墨烯為基底、表面負(fù)載 C - g3N4（氮化碳）的光催化改性材料。這種材料就像一個(gè) “超級多面手”：在吸收太陽能進(jìn)行海水提鋰的同時(shí)，能夠利用光催化作用分解海水中的有機(jī)污染物，滅殺微生物，實(shí)現(xiàn)海水淡化；其表面的特殊結(jié)構(gòu)還能高效吸附海水中的有機(jī)染劑，最終產(chǎn)出純凈淡水。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，該裝置在鋰提取效率上較傳統(tǒng)方法提升了 3 倍以上，產(chǎn)出的鋰溶液純度高達(dá) 98%，在高濃度純凈鋰水制備方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。

圖2 團(tuán)隊(duì)成員記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)

為確保裝置的可靠性，團(tuán)隊(duì)成員走遍了浙江舟山沿海的多個(gè)海域，在不同潮汐、溫度、鹽度條件下進(jìn)行實(shí)地測試。無論是烈日炎炎的盛夏，還是寒風(fēng)凜冽的嚴(yán)冬，他們始終堅(jiān)守在測試現(xiàn)場，記錄每一組數(shù)據(jù)，分析每一個(gè)細(xì)微變化。經(jīng)過長達(dá)一年多的長期實(shí)驗(yàn)與反復(fù)優(yōu)化，該裝置在不同環(huán)境下均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性、兼容性和可擴(kuò)展性。

圖3 實(shí)地測試裝置

“這項(xiàng)成果的取得，離不開團(tuán)隊(duì)每一位成員夜以繼日的努力，更離不開學(xué)校開放包容的科研環(huán)境和老師們的悉心指導(dǎo)。” 團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示。如今，這項(xiàng)凝聚著青年智慧與汗水的創(chuàng)新成果，不僅為海水提鋰技術(shù)開辟了新方向，更為全球鋰資源的可持續(xù)開發(fā)提供了中國方案。隨著后續(xù)技術(shù)的進(jìn)一步完善與推廣，其對海水資源的綜合利用價(jià)值，必將在新能源產(chǎn)業(yè)、海洋經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，助力我國在全球鋰資源競爭中搶占先機(jī)。（圖 王怡佳 文 宋瑞鑫）