摘要：作为 21 世纪重要的绿色轻量化金属材料，镁不仅用于制造汽车和飞机零部件、生产汽车用铝合金等材料，还可应用于国防和工业领域，包括钢铁和钛的生产过程。然而，镁的主流生产工艺会排放大量温室气体。

作为 21 世纪重要的绿色轻量化金属材料，镁不仅用于制造汽车和飞机零部件、生产汽车用铝合金等材料，还可应用于国防和工业领域，包括钢铁和钛的生产过程。然而，镁的主流生产工艺会排放大量温室气体。

近日，总部位于加州的初创公司 Magrathea 启动了新型电解装置，该技术可从海水中提取镁金属，有望实现净零温室气体排放生产。

Magrathea 成立于 2022 年，由锂提取公司 Lilac Solutions 的创始人 Alex Grant 和前特斯拉的化学工程师 Jacob Brown 共同创立，旨在从海水和盐水中制造碳中性金属，为电气化和零碳时代开发新一代电解工艺。

2023 年，该公司完成了 1000 万美元种子轮融资。由 VoLo Earth 和 Capricorn Investment Group 共同领投，OpenAI 首席执行官 Sam Altman、脱碳专家兼彭博新能源财经创始人 Michael Liebreich 以及 WovenEarth Ventures 执行合伙人兼斯坦福大学教授 Jane Woodward 等众多矿业、气候和技术领域的领导者也参与其中；今年 2 月，该公司与美国国防部建立了价值 2800 万美元的合作伙伴关系，用于加速技术规模化，最终建成一座规模全面的示范工厂。

Magrathea 工艺的核心是一种电解装置，该设备利用电力将材料分解为基本元素。在镁生产中使用电解法并非新技术，但该公司将该方法进行了迭代升级。

整个工艺始于盐水。海水、盐湖和地下水中都含有微量镁元素（海水中浓度约为 1300ppm，即镁约占海水重量的 0.1%）。将这些盐水净化、浓缩并干燥后，就能获得固态氯化镁盐。

目前，嘉吉在该公司的试点和示范工厂的规模化生产过程中提供原材料。将这种盐投入电解装置后，设备温度需达到约 700 ℃（近 1300°F），通过向熔融盐通电将镁与氯分离，最终形成金属镁。

传统电解工艺需要持续稳定的电力供应。温度通常仅维持在保持盐类熔融状态的最低限度——温度过低会导致盐类凝固，破坏生产流程并可能损坏设备；而过度加热又会造成能源浪费。

Magrathea 的创新在于引入灵活性机制。其电解装置运行温度比熔盐液态所需温度高出约 100℃，并巧妙利用这部分余热干燥最终进入反应器的镁盐。这种预处理可间歇性进行，使公司能在电价较低或可再生能源充足时运作，从而降低成本和碳排放。此外，该工艺副产品氧化镁可用于捕集大气中的二氧化碳，抵消剩余碳污染。

根据 1 月份完成的一项独立生命周期评估，该工艺有望实现净零排放。Grant 表示，尽管初期可能无法完全达标，但相比当前行业采用的方法，其潜在环境友好性已显著提升。

在接下来的几个月里，Magrathea 将利用从中试规模电解槽收集的数据，创建一个可扩展的技术模型，旨在从环境和经济角度实现最高效率。公司将专注于获取工艺数据，最大限度地降低总用电量，以战略性的方式回收能源，并优化脱水工艺，为电解镁金属生产工艺的成本降低提供了最大的机会。

Magrathea 计划 2025 年末或 2026 年初在犹他州建设示范工厂，年产能约1000 吨，预计 2027 年投产。今年 2 月，该公司宣布与某大型汽车制造商签署协议（基于保密条款未公开名称），该厂商已预购示范厂材料用于现有产品线。目前，他们的每辆汽车平均使用 5 公斤镁，预计在不久的将来，每辆汽车的镁含量有望达到 20-40 公斤。

除汽车行业外，Magrathea 还与北美、南美和欧洲领先的镁买家签订了意向书 (LOI) 和谅解备忘录 (MOU)。这些合作伙伴包括原铝和再生铝生产商、金属热还原运营商、粉末生产商、脱硫产品分销商、砂型铸造厂和压铸厂。

据悉，示范厂投产后，下一步将建设年产能约 5 万吨的商业化工厂。

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来源：麻省理工科技评论APP