客观日本

东京科学大学利用液体金属实现海水淡化与金属分离的新方法

2025年06月05日 化学材料

东京科学大学的近藤正聪副教授及研究生堀川虎之介等人利用液体金属开发出了从海水中高效分离淡水和金属的技术。该技术也可应用于此前海水淡化中难以处理的高浓度海水。研究团队计划利用这项能够有效利用海水资源的技术,在5年内开发出集装箱尺寸的装置。相关研究成果已发表在国际水协会发行的专业期刊上。

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为进行海水淡化将锡加热至了液态(供图:东京科学大学近藤副教授)

海水淡化是解决因全球人口增长而引发的水资源短缺问题的有效技术。在海水淡化过程中,会产生浓度达到淡水1.5~2倍的浓缩海水“浓盐水(brine)”。由于难以从浓盐水中高效制取淡水,为避免影响海洋环境,目前通常的做法是用海水将其稀释后排放。

在实验中,近藤副教授采用了加热至300摄氏度呈液态的锡。液态锡具有易与其他金属发生反应的特性。当向液态锡喷洒浓盐水时,浓盐水中的水分会全部蒸发,产生的水蒸气经蒸馏后可回收为淡水。而金属等其他成分则会残留在液态锡中。

将锡冷却固化后,钠、镁等金属会以与锡反应后的物质形式析出。如果缓慢冷却,不同金属的析出时机不同,因此可实现仅回收特定金属。该技术还有可能应用于净化被砷等有毒物质污染的地下水。

此外,研究团队还在探索海水中锂等有用金属的回收方法。未来计划与从事金属加工的金属技研(东京都中野区)、核聚变发电初创企业EX-Fusion(大阪府吹田市)等合作建设试验工厂,并使用数升规模的浓盐水进行实证。目标是开发出在循环利用液态锡的同时高效回收金属,并可与海水淡化工厂配套的设备。

原文:《日本经济新闻》、2025/5/13
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Water Reuse
论文:Liquid metal technology for collection of metal resources from seawater desalination brine and polluted groundwater
DOI:10.2166/wrd.2025.100