锂已成为支撑新能源产业可持续发展的关键金属资源,随着可再生能源技术的快速发展,预计到 2040 年,全球锂需求将激增 40 倍,其战略地位愈发凸显。而全球 60% 的锂资源储存在盐湖卤水中,相比高能耗、高污染的硬岩提锂,盐湖提锂更具可持续性。但长期以来,传统吸附法提锂面临动力学慢、吸附容量低、镁锂分离难三大痛点,制约着盐湖资源的高效开发。
瞿金平院士/牛冉研究员在前期围绕功能高分子微纳米材料设计及应用开展了系列研究工作基础上(Adv. Func. Mater. Doi:10.1002/adfm.202509597;Adv. Sci. 2023, 10, 2300866; Adv. Sci. 2024, 11, 2404456; Adv. Energy Mater. 2023, 13(45), 2302451; J. Hazard. Mater. 2024, 457, 133654; Small 2024, 20, 2308318),提出了一种创新性的聚乙烯醇@锰系锂离子筛@四氧化三铁(PHF-x)微电机系统,该系统通过光热-磁协同功能、自主推进强化传质以及选择性离子筛结构为高盐卤水中的锂提取带来变革。
要点一:
PHF-x 平台为能源元素回收技术带来了范式转变,将传统被动吸附剂转化为主动、智能的微反应器。
要点二:
该系统通过自主运动突破了根本性的扩散限制,同时保留了精确的离子识别能力,为选择性资源提取建立了新基准。
要点三:
微反应器对锂离子展现超高选择性,可对抗复杂水体中竞争阳离子干扰。
PHF-x 微电机的锂吸附性能及吸附机制
相关研究成果以题为“Photothermal-driven micromotor for enhanced lithium extraction from salt-lake brines”的论文发表在《Chemical Engineering Journal》上。论文第一作者:丁世豪,通讯作者:牛冉单位:华中科技大学
全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725085687?dgcid=author
作者简介:
牛冉,华中科技大学化学与化工学院研究员、博士生导师、国家重点研发计划青年项目首席科学家,主要研究领域为功能高分子材料及微纳米机器人。目前以第一或通讯作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、Adv. Func. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Sci.、ACS Nano等具有重要影响力的国际刊物上发表SCI论文80余篇,获授权发明专利11件,申请发明专利14件。主持承担国家自然科学基金、重点研发计划青年科学家项目、重点研发计划子课题等国家和省部级科技项目多项,并获得湖北省海外高层次人才计划、武汉英才等多项荣誉奖励。担任Rare Metals期刊 (中科院1区,影响因子6.3),Exploration、Energy Materials和Green Carbon期刊青年编委。
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