锂提取技术作为支撑全球能源转型的核心环节，正面临着从低品位卤水中高效、选择性回收锂资源的重大挑战。Quanyu Shi、Yujie Guo、Feng Zhang、Feng Gao、Jiazhen Li、Chunyan Yang、Alberto Tiraferri、Jun Ma 与 Baicang Liu 等研究者，联合四川大学、中石化石油化工科学研究院、都灵理工大学及哈尔滨工业大学等机构，在 Water Research 期刊（2026 年第 292 卷，文章编号 125292）上发表了题为“Recent advances in lithium extraction from brine via solar-driven interfacial evaporation: advanced strategies and challenges”的综述论文。该文系统梳理了太阳能界面蒸发驱动锂提取（solar interfacial evaporation-driven lithium extraction, SIEDL）技术的最新进展，深入阐述了光热蒸发与锂离子传输的耦合机制、高性能系统设计策略以及该技术在经济可行性与可持续性方面的潜力与挑战。

论文首先指出，传统卤水提锂方法——包括溶剂萃取（solvent extraction）、吸附（adsorption）、膜分离（membrane separation）和电化学驱动分离（electrochemical-driven separation）——虽然在选择性上取得了一定进展，但普遍面临高能耗、低效率、膜污染、吸附剂损耗及环境风险等瓶颈。例如，智利阿塔卡马盐湖主要依赖太阳能蒸发池预浓缩，其提取周期长达 12–18 个月，占地广阔且造成大量水损耗；中国青海盐湖虽率先采用铝基吸附剂直接从高镁锂比卤水中提锂，显著缩短了周期并提高了选择性，但仍面临吸附剂再生成本高和规模化限制。在此背景下，SIEDL 技术凭借“零额外能量输入”的独特优势，通过漂浮式太阳能蒸发器将能量局域化于气液界面，利用微纳结构调控离子传输路径，可在数小时内将卤水锂浓度提升十倍以上，同时实现淡水与锂资源的协同回收，被认为是最具前景的直接提锂技术之一。

论文的核心贡献之一在于系统阐明了 SIEDL 的耦合机制。SIEDL 系统通常由光热转换层和锂提取层串联构成。光热层吸收太阳光并将其转化为热能，热量被局域在蒸发器与卤水界面而非向体相溶液扩散，从而最大限度地减少能量损失。蒸发通量引起的压力梯度驱动水与离子从卤水体相向界面传输，形成锂离子浓度梯度，进而实现自浓缩。由于锂提取过程多为吸热反应，根据阿伦尼乌斯方程，温度升高可显著加速锂的传输动力学。论文进一步强调，理想光热材料应具备宽带吸收（覆盖太阳光谱 90% 以上）和低热发射率。碳基材料（如石墨烯、碳纳米管、氧化石墨烯）、半导体材料（如 Ti₂O₃、MoS₂、Fe₃O₄）以及等离子体金属（如 Au、Ag）分别通过分子热振动、电子-空穴对热化和等离激元共振实现高效光热转换。此外，通过 KOH 活化、氮掺杂、异质结构建或纳米粒子尺寸调控，可进一步提升光吸收和热局域化性能。论文还指出，蒸发界面微环境的调控——包括热局域化、盐浓度梯度形成及对流强化传质——对太阳能辅助提锂效率具有决定性影响。

在系统设计策略方面，论文根据提取机制将 SIEDL 系统分为四类：基于吸附、基于膜分离、基于空间分离结晶以及基于电化学的 SIEDL 系统。基于吸附的 SIEDL 系统将锂选择性吸附剂（如锂锰氧化物 HMO、锂钛氧化物 HTO）与光热材料集成，通过太阳能诱导的定向蒸汽流增强局部锂富集和吸附动力学。例如，Ma 等通过电子束辐照将石墨粉与 HMO 锚定在棉织物上，在 1 个太阳光照下实现了 92.2% 的蒸发效率和 15.71 mg g⁻¹ 的海水提锂容量；Liu 等将 Li₁.₆Mn₁.₆O₄ 颗粒固定在核壳纤维鞘层，利用光热转换将提锂速率提升至 9.368 mg g⁻¹ h⁻¹；Yu 等设计的仿生光热离子泵通过互穿网络水凝胶暴露大量吸附位点，锂吸附量高达 34 mg g⁻¹，且光照下吸附动力学提升 2.9 倍。针对 HMO 酸洗再生过程中锰溶出的问题，基于 HTO 的 SIEDL 系统因钛氧键的强稳定性而表现出更优异的循环性能。例如，Chen 等将 HTO 改性织物与高性能光热片集成，在真实卤水中保持高选择性，1 个太阳光照下吸附容量达 20.09 mg g⁻¹；Xing 等将 HTO 嵌入大孔光热水凝胶，实现了 91.8% 的光热转换效率和 24.7 mg g⁻¹ 的吸附容量，并将蒸发产生的淡水回用于锂脱附与吸附剂再生，形成了零排放闭环。

基于膜分离的 SIEDL 系统则利用太阳能产生的毛细压力替代传统压力或电场驱动，实现镁锂分离。典型构型由光热蒸发层、多孔传输基质和底部纳滤膜组成。光热层产生的负压需超过膜的操作压力，才能驱动锂离子透过纳滤层而截留镁离子。Cao 等将超亲水太阳能蒸发器与聚酰胺离子选择性膜集成，在 1 个太阳光照下产生 −59 MPa 的负压，将模拟卤水中的镁锂比从 19.9 降至 1.6；Zhang 等设计的仿生聚苯胺纳米阵列多层蒸发器，通过 12.3 bar 的毛细力自发驱动锂传输，在处理盐度高达 348.4 g L⁻¹ 的人工卤水时将镁锂质量比从 19.8 降至 0.3，并直接产出固体氯化锂。Song 等开发的太阳能蒸腾驱动锂提取与储存系统（STLES）通过四级提取将镁锂比从 422 降至 2.5，展示了多级联用的放大潜力。

基于空间分离结晶的策略利用不同离子在溶解度和迁移率上的本征差异实现选择性分离。Ren 等设计的扭曲纤维素纤维结晶器利用 NaCl 较低溶解度优先在纤维基部结晶，而 LiCl 因高溶解度和迁移性向上迁移并在顶部富集，从海水中实现超过 675 倍的锂富集因子。Tan 等在碳布上电化学构建聚吡咯纳米阵列，通过单向纳米通道实现线性盐浓缩，将锂钠比提升 4367 倍。Wang 等提出的三维双层 Janus 蜂窝平台（JCSP）通过 Marangoni 效应增强界面离子传输，在 1 个太阳光照下实现了 43.5 mg g⁻¹ 的锂吸附容量，并将 Li⁺/Na⁺ 和 Li⁺/Mg²⁺ 选择性分别提高至 112 和 268。

基于电化学的 SIEDL 系统通过光热效应或光伏耦合缓解低温条件下锂提取动力学的严重衰减。Yu 等系统研究了温度对 LiMn₂O₄/NiHCF 电极对的影响，发现将卤水温度从 20 ℃ 升至 60 ℃ 可使离子转移电阻降低约 40%，锂离子扩散系数提升近 20 倍，从而在超高钠锂比条件下实现快速选择性提锂。Wang 等将聚吡咯包覆 FePO₄ 电极，在 1 个太阳光照下电极表面温度升至约 47 ℃，在 5 ℃ 低温和 15 mM LiCl 溶液中仍实现 5.84 mmol g⁻¹ 的提取容量，并在 50 A m⁻² 高电流密度下稳定循环 5000 次。Huang 等则将三结硅光电极与锂选择性膜集成，构建了完全自驱动的光电化学系统，在无任何外部能量输入下将富集液中的锂原子分数从 0.0718% 提升至 99.4%，并最终获得纯度 99.93% 的碳酸锂。

论文最后从可持续性与经济性角度指出，SIEDL 技术的核心优势在于“增强型太阳能驱动”机制。相比传统卤水提锂依赖自然蒸发或化石能源消耗，SIEDL 无需额外能量输入即可同时回收淡水和锂资源，环境友好性显著。然而，由于 SIEDL 仍处于快速发展阶段，尚缺乏完整的全过程生命周期评价（life cycle assessment, LCA）。当前面临的挑战包括界面盐结晶导致的蒸发阻塞、长期运行稳定性不足、规模化放大困难以及三维蒸发器设计的优化等。论文强调，未来研究应聚焦于开发低成本、耐用的锂选择性吸附剂，设计抗污染且高选择性的膜材料，构建集成化的太阳能系统以防止盐垢并同时收获锂与清洁水，以及建立完整的 LCA 框架以量化环境效益与成本。该综述为从事太阳能界面蒸发、卤水提锂及可持续资源回收领域的研究者提供了系统性的理论依据与设计参考，对推动低品位卤水锂资源的高效绿色开发具有重要的科学价值和应用前景。