2026/06/12
圖文引用自：iknow.stpi.niar.org.tw
隨著全球能源轉型加速推進，電動車、儲能系統及各類電子設備對鋰離子電池的需求持續攀升，使鋰成為當前最重要的關鍵礦物之一。根據產業預測，為滿足未來市場需求，全球鋰需求至2040年將較目前增加約四倍。然而，現行鋰礦開採與提煉技術普遍面臨高能耗、高碳排及大量廢棄物等問題，如何兼顧供應安全與永續發展，已成為各國共同關注的重要課題。
目前全球超過半數的鋰產量來自硬岩礦物，主要為鋰輝石（Spodumene）。相較於鹽湖鹵水資源集中於南美洲特定地區，硬岩礦脈廣泛分布於澳洲、北美、歐洲及非洲，具有資源豐富且開發時程較短的優勢。然而，傳統硬岩提鋰製程必須先將鋰輝石於800°C至1100°C高溫焙燒，再以濃硫酸進行酸浸處理，不僅耗費大量能源，也會產生大量硫酸鹽廢棄物與尾礦，導致成本居高不下，碳排放量亦顯著高於鹽湖提鋰技術。
為突破此一瓶頸，美國麻省理工學院（MIT）研究團隊於《Science》期刊發表一項創新的低溫提鋰技術。研究靈感來自玻璃蝕刻產品中常用的氟化銨（NH₄F），其具有分解二氧化矽結構的能力。由於鋰輝石同樣由穩定的矽氧骨架構成，研究團隊跳脫傳統冶金思維，提出顛覆性的「逆向提取（Reverse Extraction）」概念，不再優先提取鋰，而是先破壞礦石中的矽酸鹽結構，再回收其中的鋰、鋁與矽等元素。
研究團隊利用氟化銨水溶液作為反應介質，在低於100°C甚至接近室溫的條件下，即可有效分解鋰輝石中的矽氧骨架，完全省去高溫焙燒程序。由於採用水溶液系統而非熔融氟化物，也能有效抑制有害氟化氫氣體生成，提升製程安全性。技術經濟分析顯示，該技術的能源需求約為57 GJ/t，相較傳統製程的254 GJ/t，大幅降低超過七成。
除了顯著降低能源消耗外，這項技術最大的特色在於建立近乎零廢棄物的封閉循環系統。研究人員成功將鋰輝石中的主要成分轉化為高附加價值產品，包括純度達99%的電池級碳酸鋰與氫氧化鋰、純度98.6%的冶煉級氧化鋁，以及具優異火山灰反應性的非晶態二氧化矽。其中，非晶態二氧化矽可作為高性能水泥添加劑，有助於提升混凝土強度並降低建築材料的碳足跡。
此外，製程中使用的氨與氟化物可重新結合生成氟化銨，並與水一同回收再利用，形成封閉式循環流程。由於礦石中的鋰、鋁、矽等主要成分皆能被充分利用，幾乎不產生尾礦與廢棄物，充分展現資源利用最大化與廢棄物最小化的循環經濟理念。…
