蓋世汽車訊 據外媒報道，麻省理工學院的研究人員開發新加工方法，可以更容易地從采礦礦石和回收材料中分離稀有金屬，以緩解材料短缺問題。在手機和汽車等使用的電池中，這些金屬材料必不可少。

（圖片來源：MIT）

研究人員在硫化過程中進行選擇性調整，以將稀有金屬從混合金屬材料中分離出來，例如鋰離子電池中的鈷。該加工技術可以使金屬保持固態形式，無需溶解材料，即可進行分離。相比之下，傳統的液體分離方法成本較高，而且耗能很大。研究人員針對56種元素開發加工條件，并在15種元素上測試了這些條件。這種硫化法將從混合金屬氧化物中分離金屬的資本成本降低了65-95%。與傳統液體分離方法，采用選擇性加工，可以減少60-90%的溫室氣體排放。

這些發現有助于緩解對鈷、鋰和稀土等稀有金屬日益增長的需求，這些稀有金屬可用于電動汽車、太陽能電池和發電風車等清潔能源產品。據國際能源署（International Energy Agency）2021年報告，自2010年以來，隨著使用這些金屬的可再生能源技術擴大覆蓋范圍，每單位發電能力所需的平均礦物量增加了50%。

十多年來，該團隊一直在研究使用硫化物材料，開發新的電化學金屬生產路線。硫化物是常見的材料，麻省理工學院的研究人員在極端條件下對其進行試驗，比如高達800到3000華氏度的溫度。在合成高溫硫化物材料以支持電化學生產的過程中，研究人員發現可以非常有選擇性地控制所制造的產品，然后意識到“也許有機會進行選擇性地分離。”

研究人員利用化學反應，使含有金屬氧化物混合物的材料發生反應，形成新的金屬硫化合物或硫化物。通過改變溫度、氣壓和反應過程中的碳添加等因素，研究人員發現，可以選擇性地制造各種固體硫化物，而這些固體可以通過各種方法進行物理分離，包括粉碎材料并對大小不同的硫化物進行分選，或者使用磁鐵將不同的硫化物分離開來。

目前分離稀有金屬的方法，大量依賴于能源、水、酸和有機溶劑，都會對環境造成嚴重的影響。研究人員Caspar Stinn表示：“我們致力于使用豐富、經濟、容易獲得的材料進行可持續性材料分離，現已將硫和硫化物納入這一領域?！?/p>

研究人員通過選擇性硫化，分離鋰離子電池中的重要金屬，如鈷；還將這種技術用于從稀土硼磁體中分離鏑，或將其從氟碳鈰礦等采礦礦物中獲得的典型氧化物混合物中分離出來。通過硫化分離材料的好處之一是，許多現有技術和工藝基礎設施可以得到利用。在現有的反應器類型和設備上應用新條件和新的化學成分。

下一步是證明該工藝可用于大量處理原材料，例如從稀土采礦流中分離16種元素。研究人員建造了一個每天可以處理大約10公斤原材料的反應器，并正在與幾家公司進行對話。這項研究得到美國能源部和美國國家科學基金會的支持。

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