这项技术本质上是一个以太阳光为唯一驱动力、以海水为原料的智能化“物质分离工厂”。它不再将海水仅仅视为水的来源，而是当作一个成分复杂的“液态复合矿”，通过一个高度集成的系统，同步精炼出淡水、矿物质和战略金属。

传统海水淡化（如反渗透）和资源提取（如盐田晒盐）是独立、单线程的工业过程，存在能耗高、效率低、产生污染性浓盐水等问题。本技术旨在通过颠覆性的系统设计，实现三大目标：

1. 三重产出：从同一股海水流中，一次性获得淡水、普通工业原料（如石膏、氯化钠） 以及高价值战略资源（锂、铀等）。

2. 零碳驱动：全过程能源完全来自太阳能，不依赖外部电网或化石燃料。

3. 零液体排放：理论上，最终只有固态盐类或高纯资源产物被提取，无废液排海，彻底解决浓盐水环境难题。

这一理念将离散的化工厂融合为一个自洽的“资源精炼生命体”，是对海洋资源利用模式的根本性升级。

系统模拟自然界的水循环与矿物沉积，但通过人工材料与结构实现了千百倍的加速与精准控制。其核心流程是一个级联式的“三级精炼”过程：

第一级：太阳能驱动界面蒸发与淡水获取（系统引擎）

• 原理：采用特殊的光热转换材料（如碳基纳米材料、聚合物膜），漂浮于海水表面。这些材料能高效吸收太阳光并将其转化为热能，但热量仅集中在极薄的表面水层，从而在气-液界面处引发快速局部蒸发。

• 产出：产生纯净水蒸气，冷凝后即获得初级淡水。这是整个流程的起点和主要驱动力。

• 关键：与传统整体加热相比，界面蒸发效率极高，热能损失小，且能有效避免盐分在蒸发面上快速结晶。

第二级：常量矿物梯级结晶与预富集（粗分离）

• 原理：随着淡水不断被抽离，剩余海水（卤水）盐度持续攀升，不同溶解度的盐分会依据其溶度积依次达到饱和。

• 过程：通过系统调控蒸发速率与卤水流向，例如：

• 首先析出碳酸钙（CaCO₃）、硫酸钙（石膏，CaSO₄·2H₂O）。

• 随后析出氯化钠（NaCl，食盐）。

• 最后，在高度浓缩的卤水中，镁、钾等的化合物（如氯化镁、硫酸钾）也开始沉淀。

• 产出与意义：获得可直接作为化工原料的固体矿物。此步骤不仅回收了价值，更关键的是去除了后续提取锂、铀时的主要干扰离子（如镁、钙），为高选择性提取创造了条件。

第三级：微量战略资源的特异性捕获（精分离）这是技术的“价值巅峰”，旨在从经过预浓缩的复杂卤水中，“大海捞针”般地提取浓度极低但价值极高的战略元素。

• 目标资源及其挑战：

• 锂（Li）：浓度约0.17 mg/L。主要挑战是与化学性质极其相似的镁离子（Mg²⁺） 分离，海水中镁的浓度是锂的数千倍。

• 铀（以铀酰离子UO₂²⁺形式存在）：浓度仅约3.3 μg/L，堪称“稀释的极致”。挑战在于从巨量背景离子中实现超高选择性与超高富集倍数。

• 核心技术——“智能”吸附材料：系统集成功能化吸附单元，其核心是能像“分子钥匙开锁”一样识别并抓住目标离子的特异性吸附材料。

1. 提锂：主要采用 “锂离子筛”。这类材料（如锰系、钛系氧化物）具有特定的晶体隧道结构，其孔径大小恰好允许锂离子（Li⁺）嵌入，而将稍大的钠离子（Na⁺）和带不同电荷的镁离子（Mg²⁺）阻挡在外，从而实现高效分离。

2. 提铀：目前最有效的材料是偕胺肟基功能化材料。偕胺肟基团对铀酰离子具有独一无二的“钳形”螯合能力，能与之形成极其稳定的环状结构，即使面对浓度高得多的钒（V）等竞争离子，也具有卓越的选择性。这些吸附剂可以制成纤维、薄膜或颗粒，集成在蒸发浓缩后的卤水流道中。

最前沿的设计不再是单元的简单拼接，而是分子层面的功能融合。例如：

• 光热-吸附一体化蒸发器：将提铀的偕胺肟基团或提锂的离子筛材料，直接接枝到多孔光热蒸发体的内部微通道中。太阳能产生的蒸发水流，会主动将海水中的目标离子“泵送”到吸附位点，实现蒸发、富集、吸附同步完成，效率倍增。

• 热管理与能量循环：水蒸气冷凝释放的潜热、卤水浓缩结晶释放的热量，可被系统收集并用于调节不同单元的温差或加速吸附/脱附过程，实现系统内能量的最大化利用。

1. 革命性优势

• 资源最大化：将海水“吃干榨尽”，变废为宝，经济效益潜力巨大。

• 能源与过程绿色：全太阳能驱动，无碳排，且逼近零液体排放，是真正的可持续技术。

• 战略安全：为陆地资源稀缺的国家提供了一条获取锂（能源金属）、铀（核能金属）的战略自主新途径。

2. 严峻挑战

• 材料科学与寿命：需要能在高盐、高湿、强辐照的严苛海洋环境下，长期保持高效、稳定、抗污染和抗生物附着的光热材料与吸附材料。这是当前最大的技术瓶颈。

• 系统集成与放大：实验室中精巧的多过程耦合，在放大到平方公里级别的海洋工程时，其流体控制、物质传递、系统稳定性将面临指数级增长的挑战。

• 经济性：尽管太阳能免费，但高性能材料的成本、复杂的系统建造与维护费用，目前仍使该技术在经济性上难以与传统采矿或单一淡化技术竞争。需要通过材料革新和规模化生产来突破成本阈值。

3. 应用前景该技术是典型的 “未来技术” ，其近期应用可能聚焦于特种场景：

• 为偏远海岛、海上平台提供集淡水供应、矿产回收于一体的自给自足式解决方案。

• 作为现有海水淡化厂或盐化工厂的“增值模块”，对其排放的浓盐水进行深度资源化处理，实现产业升级。长远来看，它是构建未来“蓝色资源冶金”工业的基石，有望在太阳能富集的沿海地区，形成完全不依赖陆地矿藏的、全新的战略性资源供应链。

这项技术代表着人类从向海洋“索取单一资源”转向“进行系统治理和精炼”的深刻认知转变，是材料科学、化学工程与可持续发展理念交汇的前沿典范。