在全球鋰資源需求激增的背景下,一場由青年力量主導的科研突圍戰正在浙江海洋大學悄然打響。一支全部由本科生組成的 “海母鋰泵” 團隊,憑借對科學的執著與創新的勇氣,在海水提鋰領域取得重大突破,成功研發出新型海水提鋰裝置,為鋰資源的可持續開發帶來了全新希望。
鋰作為 “21 世紀的能源金屬”,在新能源汽車電池、儲能設備、高端陶瓷等領域占據著無可替代的地位。據統計,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,相當于陸地鋰資源的數千倍,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 “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,傳統分離技術不僅效率低,成本更是居高不下;此外,現有的光蒸發裝置在深層海水提取時,極易因海水中的顆粒雜質出現堵塞,嚴重影響提取效率與設備壽命;而大規模量產所需的標準化工業流程,更是一直處于空白狀態。
面對這些世界級難題,“海母鋰泵” 團隊沒有絲毫退縮。他們整日泡在實驗室,查閱海量文獻,與指導老師反復研討。一次偶然的機會,團隊成員在觀察水生植物根系時靈光乍現:水生植物能夠高效吸收水中養分,并通過蒸騰作用運輸到各個部位,這與海水提鋰的需求不謀而合!受此啟發,團隊開始模仿植物的生理結構與工作原理,設計出一套被動式太陽能蒸騰驅動的鋰提取和儲存裝置。
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圖1 團隊成員反復調整攻關難題
在光催化蒸發設計方面,團隊同樣展現出卓越的創新能力。他們經過上百次配方調整與工藝優化,成功制備出以氧化石墨烯為基底、表面負載 C - g3N4(氮化碳)的光催化改性材料。這種材料就像一個 “超級多面手”:在吸收太陽能進行海水提鋰的同時,能夠利用光催化作用分解海水中的有機污染物,滅殺微生物,實現海水淡化;其表面的特殊結構還能高效吸附海水中的有機染劑,最終產出純凈淡水。實驗室數據顯示,該裝置在鋰提取效率上較傳統方法提升了 3 倍以上,產出的鋰溶液純度高達 98%,在高濃度純凈鋰水制備方面展現出巨大的應用價值。
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圖2 團隊成員記錄實驗參數
為確保裝置的可靠性,團隊成員走遍了浙江舟山沿海的多個海域,在不同潮汐、溫度、鹽度條件下進行實地測試。無論是烈日炎炎的盛夏,還是寒風凜冽的嚴冬,他們始終堅守在測試現場,記錄每一組數據,分析每一個細微變化。經過長達一年多的長期實驗與反復優化,該裝置在不同環境下均表現出良好的穩定性、兼容性和可擴展性。
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圖3 實地測試裝置
“這項成果的取得,離不開團隊每一位成員夜以繼日的努力,更離不開學校開放包容的科研環境和老師們的悉心指導。” 團隊負責人表示。如今,這項凝聚著青年智慧與汗水的創新成果,不僅為海水提鋰技術開辟了新方向,更為全球鋰資源的可持續開發提供了中國方案。隨著后續技術的進一步完善與推廣,其對海水資源的綜合利用價值,必將在新能源產業、海洋經濟等領域發揮重要作用,助力我國在全球鋰資源競爭中搶占先機。(圖 王怡佳 文 宋瑞鑫)
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