鋰、銫，甚至黃金——除了能源地?zé)崴?，還可以包含礦物寶藏。在 BrineMine 研究項(xiàng)目中，卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT) 的研究人員希望利用這一潛力并支持智利的可持續(xù)采礦。他們正在與合作伙伴一起制定直接在地?zé)岚l(fā)電廠中開采礦產(chǎn)資源的戰(zhàn)略和方法。在這里，不僅要提取能量和礦物質(zhì)，還要提取飲用水。重要的工藝步驟已經(jīng)在示范工廠成功測試。

智利的礦產(chǎn)資源對德國非常重要。據(jù)世界銀行統(tǒng)計(jì)，每年從南家進(jìn)口數(shù)千噸名貴礦產(chǎn)，其中包括鋰離子電池的原材料。但它們的開采會導(dǎo)致生態(tài)和社會問題：“使用智利北部有限的淡水資源進(jìn)行采礦經(jīng)常會加劇與當(dāng)?shù)厝丝诘臎_突，”來自 KIT 應(yīng)用地球科學(xué)研究所 (AGW) 的 Thomas Kohl 教授說。“智利北部是地球上最干旱的地區(qū)之一，但擁有豐富的地?zé)豳Y源。通過新型植物，不僅可以以氣候友好的方式發(fā)電，還可以提取飲用水甚至礦產(chǎn)資源 同時(shí)。”德國-智利研究項(xiàng)目 BrineMine 的 AGW 團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)必要的策略和技術(shù)。

AGW在智利地?zé)嵫芯款I(lǐng)域有著悠久的合作歷史。它的主要合作伙伴是 Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA)。“BrineMine 展示了智利和德國機(jī)構(gòu)之間的合作效果如何，”CEGA 主任迭戈莫拉塔教授說。“通過地?zé)岷途G色采礦相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展可以使歐洲和安第斯地區(qū)都受益。”

萊茵河上游地塹首個示范工廠

跨學(xué)科研究計(jì)劃的一部分致力于智利熱井的地球化學(xué)和地?zé)釢摿?，以確定合適的地點(diǎn)。正在進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查以確定原材料潛力，重點(diǎn)是阿塔卡馬沙漠的熱場。此外，弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所 (ISE) 參與了 BrineMine 項(xiàng)目，開發(fā)了工廠技術(shù)供以后的工業(yè)使用。它基于一個新的工藝鏈：首先，地?zé)猁u水的熱量用于能量回收。冷卻后的液體濃度相對較低，然后通過反滲透進(jìn)行預(yù)濃縮;同時(shí)，獲得飲用水。然后通過膜蒸餾進(jìn)一步濃縮鹽水濃縮物直至其飽和。”

原料開采工藝優(yōu)化

大多數(shù)工藝步驟都基于經(jīng)過驗(yàn)證的方法，但它們從未以這種方式組合在一起。需要進(jìn)行詳細(xì)研究，因?yàn)槔纾瑵饪s和冷卻都會增加硅酸鹽沉積物的風(fēng)險(xiǎn)。“去除硅酸鹽的傳統(tǒng)策略會極大地?fù)p害資源的開采。如果不進(jìn)行水處理，工廠的技術(shù)組件將被損壞，”來自 KIT 的 AGW 的 Valentin Goldberg 解釋說。研究人員通過改變鹽水的 pH 值并添加二價(jià)陽離子(例如鈣或鎂)找到了一種可行的解決方案。“我們的硅酸鹽去除方法快速有效。最重要的是，它對原材料提取沒有負(fù)面影響，”戈德伯格說。研究人員在《地?zé)釋W(xué)》雜志上描述了這種新方法。

在智利安裝第一批工廠之前，需要澄清有關(guān)該過程的更多細(xì)節(jié)。此外，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的具體模型也在開發(fā)中。