ด้วยการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติจีน ศาสตราจารย์ Zhu Jia จากมหาวิทยาลัยหนานจิงและผู้ร่วมงานของเขาได้ก้าวหน้าในการพัฒนาทรัพยากรลิเธียมจากทะเลสาบเกลืออย่างยั่งยืน ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องในหัวข้อ "การสกัดและเก็บลิเธียมด้วยการระเหยพลังงานแสงอาทิตย์" ได้รับการตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 27 กันยายน 2024
ในฐานะที่เป็นโลหะสำคัญเชิงกลยุทธ์ในการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลก ลิเธียมถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าและระบบเก็บพลังงานหมุนเวียน แหล่งลิเธียมจากทะเลสาบเกลือเป็นแหล่งหลักของทรัพยากรลิเธียมทั่วโลก ตัวอย่างเช่น ที่ราบสูงชิงไห่-ทิเบตของจีนมีทรัพยากรลิเธียมจากทะเลสาบเกลือมากมาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพเคมีที่ซับซ้อนของทะเลสาบเกลือและข้อกำหนดการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การทำเหมืองขนาดใหญ่ยังไม่สามารถทำได้ กลายเป็นปัญหาคอขวดในการพัฒนาทรัพยากรลิเธียมจากทะเลสาบเกลือของจีน ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีการสกัดลิเธียมจากทะเลสาบเกลือที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนจึงเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหานี้และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจและความสำคัญเชิงกลยุทธ์อย่างมาก
ทีมของศาสตราจารย์ Zhu Jia ได้รับแรงบันดาลใจจากกลไก "การดูดซับ-เก็บ-ปล่อย" ที่เลือกสรรของพืชทนเกลือในการพัฒนาวัสดุและอุปกรณ์สกัดลิเธียมจากทะเลสาบเกลือด้วยพลังงานแสง (STLES, รูป A-B) ทีมวิจัยใช้เครื่องระเหยพลาสโมนิกที่มีฐานเป็นอะลูมิเนียมที่มีการแปลงพลังงานแสงเป็นความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ (รูป C) เป็นชั้นพลังงานแสงเพื่อให้เกิดการระเหยของน้ำอย่างรวดเร็วและสร้างแรงดันเส้นเลือดฝอยสูงในช่องนาโน ในขณะเดียวกัน เซรามิกซิลิกาที่มีรูพรุนและชอบน้ำถูกใช้เป็นชั้นเก็บสารเคมีลิเธียม (รูป D) และเมมเบรนกรองนาโนโพลีอะไมด์ถูกใช้เป็นชั้นกรองไอออน (รูป E) เพื่อให้เกิดการสกัดและเก็บลิเธียมไอออนอย่างเลือกสรร ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ น้ำและสารเคมีลิเธียมจะผ่านชั้นกรองไอออนเข้าสู่ชั้นเก็บภายใต้แรงดันเส้นเลือดฝอย จากนั้นจะถูกเก็บรวบรวมผ่านระบบหมุนเวียนน้ำ ทำให้การฟื้นฟูอุปกรณ์เสร็จสมบูรณ์ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้สามารถสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือทะเลสาบที่เจือจางได้อย่างมีประสิทธิภาพและรักษาเสถียรภาพที่ยอดเยี่ยมในการทำงานต่อเนื่องนานกว่า 500 ชั่วโมง แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ดีในการใช้งานระยะยาว นอกจากนี้ เทคโนโลยีนี้ยังมีความเข้ากันได้สูง และโดยการปรับปรุงชั้นกรองไอออนและการใช้กระบวนการสกัดลิเธียมหลายขั้นตอน ความเลือกสรรของลิเธียมเพิ่มขึ้น 6 เท่าและ 40 เท่าตามลำดับ การออกแบบแบบโมดูลาร์ยังช่วยให้การผลิตลิเธียมเพิ่มขึ้นตามจำนวนโมดูลที่เพิ่มขึ้น ทำให้เทคโนโลยีนี้มีความเป็นไปได้และขยายตัวได้มากขึ้น
งานวิจัยนี้ประสบความสำเร็จในการสกัดทรัพยากรลิเธียมจากทะเลสาบเกลืออย่างมีประสิทธิภาพผ่านเทคโนโลยีการสกัดลิเธียมจากทะเลสาบเกลือด้วยพลังงานแสง ซึ่งคาดว่าจะส่งเสริมการพัฒนาทรัพยากรลิเธียมจากทะเลสาบเกลือชิงไห่-ทิเบตของจีนอย่างยั่งยืน ลดการพึ่งพาการนำเข้าลิเธียมของจีน และรับประกันการจัดหาลิเธียมซึ่งเป็นโลหะสำคัญเชิงกลยุทธ์ของจีน
