美國南伊利諾大學的研究人員發現，藻類可使稀土元素濃度提高逾一倍，顯示在美國致力於強化國內關鍵礦產供應鏈之際，這可能成為高化學品用量加工方式的替代方案。

該大學在一份官方公告中介紹了這項研究：SIU 科學家利用藻類使稀土元素濃度提高一倍。

隨著各國政府推動確保國內稀土供應，濃縮與加工這些金屬的能力，已變得幾乎與發現新礦床同樣重要。稀土元素是一組 17 種金屬，用於磁體、電子產品、能源系統和軍事設備，而將其與周圍岩石分離在技術上可能相當困難。稀土元素常被聯想到消費電子產品，但地質學研究生 Kristina Kohl 表示，其在國防技術中的作用往往被低估。

「談到稀土時，很多人會想到電子產品，」Kohl 說。「他們沒有意識到，稀土在為我們的國防系統生產設備方面扮演多麼重要的角色。」

中國仍是稀土產業的主導力量，開採約 60% 的全球供應量，並加工與分離約 90%。美國是第二大生產國，在加州和喬治亞州有相關作業；華盛頓已將降低對中國供應鏈的依賴列為國家安全優先事項。

南伊利諾大學研究人員也正在研究伊利諾州 Hardin County 的 Hicks Dome，評估其作為國內稀土元素潛在來源的可能性。副教授 Daniel Hummer 表示，該地點是一座隱火山，未能到達地表的岩漿形成了富含礦物的侵入體。含有礦物的熱流體也在附近角礫岩中沉積了額外稀土。

這項研究凸顯，如果能降低開採成本和環境影響，過去被忽視的礦床可能會變得更具吸引力。它也突顯美國關鍵礦產政策面臨的更廣泛挑戰：國內供應不僅取決於採礦，也取決於能否找到具經濟效益且產生較少廢棄物的方法，從不同來源濃縮、分離並回收金屬。

更清潔的萃取

為了測試這項萃取方法，微生物學家 Scott Hamilton-Brehm 和他的團隊使用一個 50 加侖水槽、循環泵和 LED 照明建立了一套迷你河流系統，以模擬流水與陽光。地質學家隨後加入含有稀土元素的細磨岩石，再將微藻引入水中。

實驗室分析顯示，藻類吸收了稀土元素，並使其濃度提高逾兩倍。研究人員尚未確定造成這一結果的機制；在該方法能於受控實驗室條件之外進行評估之前，理解此機制是一項重要步驟。

「當我們收到州立實驗室的分析結果時，很明顯藻類確實與稀土發生了交互作用，」Hamilton-Brehm 說。「我們不知道是如何發生的。我們不知道原因。我們必須弄清楚。」

團隊隨後使用一項可分解有機物質的專利程序回收稀土元素。剩餘的藻類可能可用作農業生物刺激素，或加工成生質柴油，在減少廢棄物的同時增加價值。

這項方法也可能降低對傳統加工技術的依賴；傳統技術使用硫酸等化學品來溶解周圍礦物。由於稀土元素也存在於煤灰、礦山廢棄物和電子廢料中，研究人員表示，該程序最終可能提供一種較清潔的方法，從二次來源回收關鍵礦產，同時協助修復廢物流。

研究人員目前正在測試更多藻類物種，以了解它們是否能進一步提高稀土濃度。他們也正準備向 National Science Foundation 提交提案，以擴大這項研究。Hummer 表示，該計畫透過結合地質學與微生物學來應對關鍵礦產開發中的挑戰，展現了跨學科研究的價值。