稀土變革|電子垃圾藏寶藏! 科學家發明新法超高效回收

更新時間:00:05 2025-06-29 HKT
發佈時間:00:05 2025-06-29 HKT

俄烏戰爭、美中貿易角力引發全球對於稀土的關注。稀土是現代電子產品關鍵材料,小至熒光燈、電腦硬碟,大至汽車、風場發電機都需要。電子垃圾量龐大,但稀土提煉高耗能、複雜且成本高昂,僅不到1%回收利用。瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究人員開發出提高分離稀土效能的新技術,發明人年僅28歲。這項新技術可望為全球稀土與戰略金屬產業帶來變革。

特殊萃取劑提升分離效率

路透社26日報道,蘇黎世聯邦理工學院(ETH university in Zurich)指出,全球目前從電子垃圾成功回收的稀土元素低於1%,原因在於要能從電子產品材料之中分離出稀土元素,必須耗費大量能源,化學流程繁複,成本高昂。該校先驅研究員(Pioneer Fellow)佩蘭(Marie Perrin)與擔任指導老師的化學暨應用生物科學系副教授穆格(Victor Mougel)開發出1種新的方法,利用特殊設計的萃取劑改變稀土元素的溶解速度,大幅提高分離效率。

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穆格說,新方法分離出稀土元素的效果很好,「尤其是是熒光燈管使用的元素銪(europium)」。目前歐盟大力推動稀土金屬回收,稀土引發的環境問題、加上地緣政治壓力使然,歐盟持續尋求稀土資源不受影響。

配合歐盟法例提高稀土回收率

佩蘭表示,新開發的技術目的在於協助歐盟實現2023年通過的《關鍵原物料法案》(Critical Raw Material Act),法案明定目標2030年戰略稀土用量25%必須來自回收、40%來自加工、10%來自開採,接下來的目標是藉由產學合作把新技術產業化,最終讓產業具備內部回收稀土的能力。

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佩蘭獲選為歐洲專利局公布2025年全球十大青年發明家之一。28歲的佩蘭雙親是法國人,生於美國德州休士頓,曾在法國、美國、瑞士就學,她已成立新創公司Reecover,讓研究成果用於產業界,指導老師穆格也是她的合作對象。她研發的回收稀土新法號稱「更快、更清潔、可續性更強」。

稀土金屬遍布地殼,但因分離極其困難而「稀」,科學界花了大約100年才有辦法分離、分類並表列特徵。銪是歐盟名列的17種稀土元素之一,以發光特性聞名,燈具、電話、電腦螢幕等所有會發光的工業產品都用得到,歐元紙幣也含銪。自然狀態下的銪濃度很低,用1噸稀土精煉,廢物超過2000噸,環境標準較低的中國大陸因而成為全球稀土精煉大本營。

佩蘭以回收燈泡的銪為例,先回從玻璃分離出發光用的白色發光粉,粉末以酸溶解,接著使用特殊提煉劑煉出接近純銪物質,不僅減少精煉回收過程產生的化學廢料,降低環境危害,也減少耗能。去年11月博士論文已獲通過的佩蘭以薄餅麵團比喻:「若想從麵糰提取已溶解的鹽,必須對鹽進行高純度處理,我們使用的提煉劑就有這種功能。」

稀土金屬已成各國戰略原料,全球爭搶,佩蘭的發明已引起業界高度關注。這項新技術已於去年6月登上國際頂級期刊《自然》(The Nature)。