降低對中依賴！美開發新技術從礦山和工業廢水提取稀土元素

盧永山

2025年12月3日週三下午12:25

〔編譯盧永山／綜合報導〕以美國為首的西方國家正努力尋找稀土礦物，以因應中國在這個領域的主導地位，以及該國實施的出口管制措施。美國尋找稀土礦物資源的行動尤其積極，除了考慮從火力電廠的煤灰提取稀土元素，加州大學戴維斯分校也獲得聯邦政府資助，將開發新技術，從礦山和工業流程中的酸性廢水提取稀土元素。

加州大學戴維斯分校研究人員獲得美國能源部高級研究計畫署(ARPA-E)300萬美元(新台幣9420萬元)資助，將開發1種基於生物過程的技術，從礦山的酸性廢水和工業廢水中提取稀土元素。這項計畫是由該校生物與農業工程系華裔助理教授王義領軍。

稀土元素是電動車、風力發電機和先進電子產品中永久磁鐵的關鍵材料。然而，傳統的提取和分離方法不僅過程繁瑣且會產生大量化學廢棄物。由加州大學戴維斯分校領導的研究團隊，希望透過改造耐酸微生物，以產生在低pH值下能直接發揮作用的金屬結合蛋白，進而實現低成本的現場回收，並降低化學廢棄物。

王義表示：「這項技術旨在將環境負擔轉化為資源，透過有選擇地從產生酸性廢水(例如酸性礦山排水和尾礦液)的地方收集稀土，我們可以減少化學品的使用和廢棄物，同時增強國內乾淨能源製造供應鏈的韌性。」

該計畫旨在利用人工智慧(AI)進行蛋白質設計、結構塑造和耐酸製程開發。透過建構工程化生物催化劑，並將其應用於耐酸微生物宿主，可以選擇性地從酸性廢水中提取稀土元素，進而為從稀釋的廢水中提煉出有價值的材料，提供1條更簡便、更清潔的途徑。

加州大學戴維斯分校化學系教授希格爾(Justin Siegel)表示：「我們利用AI引導的蛋白質設計，能夠調整蛋白質結合環，使其即使在極低的pH值下也能保持快速且高度選擇性，這種分子級的精確性，再加上耐酸微生物，使得回收流程更短、更環保，單元操作也更少。」

由加州大學戴維斯分校領導的ARPA-E計畫，希望展示從難以處理的廢水中選擇性地提取關鍵稀土元素的方法，同時減少化學品和能源消耗，減少廢棄物，並利用目前被丟棄的美國國內大量庫存。

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