近日，制冷与低温工程研究所ITEWA团队徐震原教授在国际能源期刊Joule上发表评述论文“Toward water- and energy-sustainable lithium extraction from brines”。该工作分析了卤水提锂技术在规模化应用过程中面临的水资源与能源可持续性挑战，提出了实现水-能源协同可持续卤水提锂的技术路径。博士研究生于杰为论文第一作者，徐震原教授为通讯作者。
锂资源因其在新能源电池与可再生能源系统中的关键作用，被视为推动全球能源转型的重要战略资源。近年来，卤水提锂技术取得了快速发展，相关研究主要集中在提升锂与杂质离子的选择性分离效率。然而，多数技术路线仍主要在实验室或中试尺度下进行验证，对水资源消耗与能源输入问题关注不足，使其在实际规模化应用中面临显著的可持续性约束。
针对上述问题，文章定量分析了传统蒸发沉淀技术与新兴直接提锂技术的水足迹特征，指出在锂浓缩过程中同步回收淡水，有望构建水资源可持续的卤水提锂新路径。在此基础上，文章进一步分析了集成淡水回收功能的锂浓缩过程所面临的技术与能耗挑战。研究表明，膜法浓缩技术具有能耗低的优势，但受限于高盐度条件下显著升高的渗透压，单一膜法仅适用于低浓度卤水工况，无法将卤水浓缩至目标浓度；而蒸发法可在高浓度卤水条件下运行，但能耗较高，且易因杂质盐分结晶引发蒸发器堵塞与腐蚀等风险。文章进一步指出，面向未来大规模、可持续的卤水提锂需求，单一技术路线难以同时兼顾耐盐性、低碳性与经济性。根据卤水盐度区间的差异，集成多种互补技术，使其各自运行于最优工况范围内，是更具可行性的方案。基于该思路，文章展示了太阳能驱动的锂-水联产系统构想，通过光伏与光热的协同利用，为提锂过程提供可再生能源输入，并通过集成膜法、蒸发法和结晶技术，在全过程中实现淡水回收，从而在系统层面同时满足水资源与能源可持续性的要求。
研究强调，未来卤水提锂技术的发展，亟需在基础机理研究与可持续系统集成层面协同推进，以实现高效、规模化、水-能源协同可持续的锂资源开发，为能源绿色转型发展提供坚实支撑。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435125004519
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