01【導讀】

與鐵、銅并列，鋁是社會上廣泛使用的三大賤金屬之一。據估計，除鋁土礦采用熔融電解法生產的初級鋁外，世界鋁回收中52%的鋁合金鑄錠是次級鋁合金鑄錠。如今利用重熔技術回收的廢鋁降低了鋁的品質，這種降級回收鋁的最終沉淀物是鑄造鋁合金。預計未來隨著消費者選擇電池供電的電動汽車替代內燃機汽車，對高等級再生鋁的需求量增加，低等級再生鋁需求量逐漸下降。為滿足未來對高品位鋁的需求，需要一種新的鋁回收方法，能夠將廢料提升到與原鋁相似的水平。

02【成果掠影】

今日，日本仙臺東北大學、北京科技大學朱鴻民與日本仙臺東北大學Tetsuya Nagasaka課題組，提出了一種固態電解(SSE)工藝，該工藝使用熔鹽來升級回收鋁廢料。SSE生產的鋁純度與鋁合金鑄造原鋁相當。此外，工業SSE的能源消耗估計不到原鋁生產過程的一半。通過有效回收鋁廢料，可以有效地滿足人們對高等級鋁的需求。通過使用這種高效、低能耗的工藝，可以實現鋁回收的真正可持續性。相關論文以題為“A solid-state electrolysis process for upcycling aluminium scrap”發表在Nature上。

03【數據概況】

圖1. 2020年和2040年全球鋁循環

圖2. SSE工藝的示意圖和電化學原理

圖3. AC2A鑄造合金在熔融MgCl2-NaCl-KCl-5mol%AlF3中的電解結果

圖4. SSE工藝與其他工業鋁工藝的比較

04【成果啟示】

總而言之，本工作基于熔鹽電解原理，提出的SSE工藝具有較大的工業應用潛力。本研究的發現是SSE技術優勢的證據，包括其去除雜質的能力和較低的能耗，而其他因素，如資本和運營成本，則是目前研究的重要課題。考慮到未來鋁回收中可能出現的各種挑戰，本工作提出的SSE工藝所代表的技術為實現真正的可持續鋁回收鋪平了道路，并成為在工業一級實現真正的可持續性的典范。

文獻鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04748-4

本文由溫華供稿。