科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素

科学家们开发出了一种创新方法，通过结合能吸引较轻或较重元素的物质，分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素。这一工艺有望降低稀土元素提取对环境的影响和成本，提高工业应用的效率和可扩展性。

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水溶性和油溶性有机分子能有效分离元素周期表中的镧系元素。资料来源：橡树岭国家实验室

镧系元素与清洁能源

被称为镧系元素的金属具有宝贵的特性，可用于电动汽车和风力涡轮机等清洁能源技术以及许多其他应用。这些元素包括几种关键材料。在自然界中，镧系元素经常混合在一起。工业界必须将它们分离出来，以利用它们各自的特性。但传统的分离方法耗时长、成本高，而且会产生废弃物。

现在，科学家们已经开发出一种高效的新方法，可以根据具体情况选择特定的镧系元素。该技术结合了两种物质。一种物质喜水，可捕捉较轻的镧系元素；另一种物质喜油，可捕捉较重的镧系元素。

分离技术的创新

将一种亲油化合物和一种亲水化合物混合在一起，从化学混合物中提取特定的有价值元素，这在工业规模上是可行的。扩大规模后，该工艺可以使用更小的设备、更少的化学品和更少的废物。这将使新工艺比传统方法更高效、更环保。

稀土材料加工取得突破

为清洁能源技术制造纯稀土材料--14 种镧系元素以及钇和钪--最具挑战性和最昂贵的方面是将单个稀土元素相互分离。橡树岭国家实验室的科学家将两种有机物结合在一起：一种亲水，另一种亲油。这些有机物对不同的稀土元素有偏好。例如，一种与较轻的稀土元素相互作用强烈，而另一种则偏爱较重的稀土元素。

科学家们用两种不同的液体--油和水--来测试这种技术。在水中，他们溶解了亲水性物质；在油中，他们加入了亲油性物质。他们发现，与之前使用的单物质方法相比，双物质方法有助于分离最轻和最重的稀土元素。他们使用各种方法研究这些有机化学物质和稀土元素如何相互作用。

研究结果提供了有关该过程如何工作的宝贵信息，以及有关如何进一步改进分离系统的真知灼见。