科學家們開發出了一種創新方法，透過結合能吸引較輕或較重元素的物質，分離對清潔能源技術至關重要的鑭系元素。這項製程可望降低稀土元素提取對環境的影響和成本，並提高工業應用的效率和可擴展性。

水溶性和油溶性有機分子能有效分離元素週期表中的鑭系元素。資料來源：橡樹嶺國家實驗室

鑭系元素與清潔能源

被稱為鑭系元素的金屬具有寶貴的特性，可用於電動車和風力渦輪機等清潔能源技術以及許多其他應用。這些元素包括幾種關鍵材料。在自然界中，鑭系元素經常混合在一起。工業界必須將它們分離出來，以利用它們各自的特性。但傳統的分離方法耗時長、成本高，而且會產生廢棄物。

現在，科學家已經開發出一種高效的新方法，可以根據具體情況選擇特定的鑭系元素。該技術結合了兩種物質。一種物質喜水，可捕捉較輕的鑭系元素；另一種物質喜油，可捕捉較重的鑭系元素。

分離技術的創新

將一種親油化合物和一種親水化合物混合在一起，從化學混合物中提取特定的有價值元素，這在工業規模上是可行的。擴大規模後，該製程可以使用更小的設備、更少的化學品和更少的廢棄物。這將使新工藝比傳統方法更有效率、更環保。

稀土材料加工取得突破

為清潔能源技術製造純稀土材料–14 種鑭系元素以及釔和鈧–最具挑戰性和最昂貴的方面是將單一稀土元素相互分離。橡樹嶺國家實驗室的科學家將兩種有機物結合在一起：一種親水，另一種親油。這些有機物對不同的稀土元素有偏好。例如，一種與較輕的稀土元素相互作用強烈，而另一種則偏好較重的稀土元素。

科學家用兩種不同的液體–油和水–來測試這種技術。在水中，他們溶解了親水性物質；在油中，他們加入了親油性物質。他們發現，與先前使用的單物質方法相比，雙物質方法有助於分離最輕和最重的稀土元素。他們使用各種方法研究這些有機化學物質和稀土元素如何相互作用。

研究結果提供了有關該過程如何工作的寶貴信息，以及有關如何進一步改進分離系統的真知灼見。

編譯自: ScitechDaily