美國(guó)能源部西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)開發(fā)出海水提煉鎂的新工藝

美國(guó)能源部的西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室PNNL開發(fā)出了一種新工藝，未來將從海水中提取汽車和飛機(jī)用的輕量金屬材料。該工藝將最大限度將交通領(lǐng)域燃油效率提升，并且擴(kuò)大美國(guó)鎂應(yīng)用市場(chǎng)。

PNNL正在進(jìn)行一項(xiàng)為期三期耗資270萬美元的計(jì)劃，研究一種全新的方法來將鎂從海水中自然提取出來。該項(xiàng)目也是ARPA-E的計(jì)劃的一部分。

來自PNNL實(shí)驗(yàn)室的Pete McGrail表示，輕量化材料例如鎂的需求正在增長(zhǎng)，但它的生產(chǎn)過程仍然是高成本并且能源消耗極大。他說：“我們期待這種辦法能比目前美國(guó)的鎂生產(chǎn)工藝節(jié)能50%。”同時(shí)，這也減少了碳排放，成本也有所降低。

一些強(qiáng)度高重量車的鎂合金被用于汽車，飛機(jī)，電站設(shè)備，工業(yè)加工和建筑業(yè)。但其生產(chǎn)成本卻比傳統(tǒng)的鋼鐵大七倍以上，并且，能源也被大量消耗。

因而，更需要一種低成本，更節(jié)能的生產(chǎn)工藝來進(jìn)行輕量化材料的生產(chǎn)。ARPA-E即宣布將3200萬美元的款項(xiàng)用于資助這些項(xiàng)目，進(jìn)行新工藝和回收辦法的研發(fā)。

美國(guó)目前僅擁有一家位于尤他州的鎂工廠，它在大鹽湖城地區(qū)采用電解的方法從熔融的鹽中提取鎂。美國(guó)所需要的1/3的鎂仍需要進(jìn)行，中國(guó)是目前世界上最大的生產(chǎn)國(guó)。

McGrail在聲明中說：“重新開發(fā)低成本鎂生產(chǎn)工藝能幫助美國(guó)鎂市場(chǎng)成長(zhǎng)，并且減少其對(duì)為外國(guó)供應(yīng)的依賴。”

PNNL正在開發(fā)一種新的鈦基催化劑量，它能使工藝更有效率，并且消耗更少的能源，因?yàn)樗�使得工藝過程所需的溫度不超過300度，比目前的900度低出很多。

PNNL充分運(yùn)用其在催化劑開發(fā)，分子模擬，粉末冶金和有機(jī)金屬化學(xué)專業(yè)知識(shí)，詳細(xì)的計(jì)算機(jī)建模和后續(xù)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試將被用來精確催化劑的化學(xué)組成。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開發(fā)原型系統(tǒng)來采用這種新的工藝。新工藝的商業(yè)化鎂生產(chǎn)成本將達(dá)到目前美國(guó)生產(chǎn)成本的一半。第公斤成本低于1.5美元，并且僅消耗25千瓦時(shí)的電量。

PNNL與Global Seawater Extraction Technologies和美國(guó)鎂業(yè)公司進(jìn)行了合作。新的生產(chǎn)方法將采用Global Seawater Extraction Technologies的晶化工藝，以及美國(guó)鎂業(yè)的電解法和實(shí)際鎂生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

ARPA-E提供240萬美元，PNNL的合作方Global Seawater Extraction Technologies分擔(dān)21萬美元費(fèi)用，美國(guó)鎂業(yè)提供了6萬美元的費(fèi)用。

PNNL的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)包括Pete McGrail，和他的一些科研同事Satish Nune, Phillip Koech, Vassiliki-Alexandra Glezakou, Radha Motkuri, Carlos Fernandez, Sudhir Ramprasad 和 Leo Fifield.

(關(guān)鍵字：鎂 新工藝 美國(guó)能源部)