锂矿开采是能源密集型的，环境成本很高。这是因为锂离子通常作为一种次要成分存在于盐水中，与物理化学上相似的阳离子混合在一起，难以分离。
2024年9月26日，南京大学朱嘉、美国加州大学伯克利分校米宝霞共同通讯在Science线发表题为“Solar transpiration–powered lithium extraction and storage”的研究论文，该研究提出了一种太阳能蒸腾驱动的锂提取和储存装置。
受大自然在蒸腾作用中选择性提取物质能力的启发，研究人员报告了一种太阳能蒸腾驱动的锂提取和储存(STLES)装置，该装置可以利用自然阳光从盐水中提取和储存锂。具体来说，该装置使用分层结构的太阳能蒸发器来产生压力梯度，从而允许从盐水中提取锂，并将其储存在储存层中。长期实验、各种膜测试和不同尺寸评估证明了该材料的稳定性、兼容性和可扩展性。这种太阳能采矿技术为关键资源的可持续开采提供了另一种发展途径。
随着可再生技术对锂的需求不断增加，锂开采必须对环境和社会负责，以确保可持续的未来。目前，锂主要通过热化学途径从硬岩矿石或通过蒸发过程从盐水中获取。87%的锂开采设施使用的蒸发法动力学有限，用水量大，并且只适用于高级盐水。从各种盐水中提取锂的可持续技术对于确保清洁可靠的锂供应至关重要。
在自然界中，许多生命系统已经进化到能够有效地提取特定物种。特别是盐生植物—在盐碱环境中生长的植物—已经发展出一种提取-储存-释放(ESR)机制，可以在不受伤害的情况下从高盐度的土壤或水中吸收养分。它们像其他植物一样利用蒸腾作用来提取营养，但它们也有专门的器官来储存和排出体内多余的盐。这种额外的盐储存和释放机制对盐生植物在盐水中生存至关重要，没有盐生植物就会因干旱而死亡。
STLES的设计理念与设计方案（图源自Science）
受到蒸腾作用的启发，作者开发了一种太阳能蒸腾驱动的锂提取和储存(STLES)设备，目标是更环保的锂开采。与当前和新兴的锂提取方法相比，STLES具有多种优势。首先，一旦安装，其被动方式就可以进行成本、能源和碳有效的锂开采。其次，它可以与现有蒸发池无缝集成，现有蒸发池用于87%的锂矿开采设施，从而降低安装成本。第三，它可以漂浮在盐水上，减少土地足迹。总之，这种太阳能采矿技术为关键资源的可持续开采提供了另一种发展途径。
参考消息：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034
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