從玻璃蝕刻到鋰礦開採：MIT研發低溫提鋰新技術
科技產業資訊室(iKnow) - 廖雅韻 發表於 2026年6月11日
圖、從玻璃蝕刻到鋰礦開採：MIT研發低溫提鋰新技術
隨著全球能源轉型加速推進，電動車、儲能系統及各類電子設備對鋰離子電池的需求持續攀升，使鋰成為當前最重要的關鍵礦物之一。根據產業預測，為滿足未來市場需求，全球鋰需求至2040年將較目前增加約四倍。然而，現行鋰礦開採與提煉技術普遍面臨高能耗、高碳排及大量廢棄物等問題，如何兼顧供應安全與永續發展，已成為各國共同關注的重要課題。
目前全球超過半數的鋰產量來自硬岩礦物，主要為鋰輝石（Spodumene）。相較於鹽湖鹵水資源集中於南美洲特定地區，硬岩礦脈廣泛分布於澳洲、北美、歐洲及非洲，具有資源豐富且開發時程較短的優勢。然而，傳統硬岩提鋰製程必須先將鋰輝石於800°C至1100°C高溫焙燒，再以濃硫酸進行酸浸處理，不僅耗費大量能源，也會產生大量硫酸鹽廢棄物與尾礦，導致成本居高不下，碳排放量亦顯著高於鹽湖提鋰技術。
為突破此一瓶頸，美國麻省理工學院（MIT）研究團隊於《Science》期刊發表一項創新的低溫提鋰技術。研究靈感來自玻璃蝕刻產品中常用的氟化銨（NH₄F），其具有分解二氧化矽結構的能力。由於鋰輝石同樣由穩定的矽氧骨架構成，研究團隊跳脫傳統冶金思維，提出顛覆性的「逆向提取（Reverse Extraction）」概念，不再優先提取鋰，而是先破壞礦石中的矽酸鹽結構，再回收其中的鋰、鋁與矽等元素。
研究團隊利用氟化銨水溶液作為反應介質，在低於100°C甚至接近室溫的條件下，即可有效分解鋰輝石中的矽氧骨架，完全省去高溫焙燒程序。由於採用水溶液系統而非熔融氟化物，也能有效抑制有害氟化氫氣體生成，提升製程安全性。技術經濟分析顯示，該技術的能源需求約為57 GJ/t，相較傳統製程的254 GJ/t，大幅降低超過七成。
除了顯著降低能源消耗外，這項技術最大的特色在於建立近乎零廢棄物的封閉循環系統。研究人員成功將鋰輝石中的主要成分轉化為高附加價值產品，包括純度達99%的電池級碳酸鋰與氫氧化鋰、純度98.6%的冶煉級氧化鋁，以及具優異火山灰反應性的非晶態二氧化矽。其中，非晶態二氧化矽可作為高性能水泥添加劑，有助於提升混凝土強度並降低建築材料的碳足跡。
此外，製程中使用的氨與氟化物可重新結合生成氟化銨，並與水一同回收再利用，形成封閉式循環流程。由於礦石中的鋰、鋁、矽等主要成分皆能被充分利用，幾乎不產生尾礦與廢棄物，充分展現資源利用最大化與廢棄物最小化的循環經濟理念。
在商業化潛力方面，研究團隊已針對17種不同來源的硬岩原料完成驗證，包括低品位精礦、未加工礦石及尾礦，鋰回收率均超過95%。經濟分析顯示，其生產成本約為每噸5,160美元；若納入氧化鋁與二氧化矽等副產品收益，淨成本可進一步降至約3,900美元，較傳統工藝降低超過五成，首次使硬岩提鋰具備與鹽湖提鋰競爭的成本優勢。
目前研究團隊已成立新創公司Rock Zero，並透過MIT創新育成平台The Engine推動技術放大與商業化。未來若能順利導入產業，這項低溫提鋰技術不僅有望大幅降低鋰資源開發的能源消耗與環境負擔，更可能重塑全球硬岩提鋰產業的經濟模式。對於擁有豐富硬岩鋰礦資源的國家而言，該技術亦可提升關鍵礦物自主能力，強化電池供應鏈韌性，為全球能源轉型提供更具永續性與競爭力的解決方案。（1233自；圖1）
參考資料：
MIT researchers develop a low-cost technique to get lithium out of rocks. MIT News, 2026/5/28
Valorization of lithium hardrock concentrates into battery raw materials and commodity products. Science, 2026/5/28 (doi: 10.1126/science.aec4652)
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