在当今这个时代，关键金属的提炼格局正经历着一场深刻的变革。正如上世纪70年代中东石油生产对全球能源格局产生的影响一样，中国目前在全球关键金属提炼领域占据主导地位，这些金属是美国经济的基石。然而，历史的教训告诉我们，过度依赖单一来源可能会导致供应短缺和价格飙升。面对这一挑战，美国需要一场技术革命，以确保国内锂、钴、铜和稀土元素等关键金属的稳定供应，这些金属对于电池、喷气发动机和电动机等至关重要。Nth Cycle 公司正致力于提供解决方案。
Nth Cycle 由麻省理工学院副教授 Desirée Plata、首席执行官 Megan O'Connor 和首席科学家 Chad Vecitis 共同创立，旨在利用其获得专利的高效技术——电提取，从工业废料和矿石中回收关键金属。
O'Connor 表示：“美国是一个资源极其丰富的国家，关键在于如何提取和转化这些资源以供利用。而这正是提炼的作用所在。”她曾在杜克大学与 Plata 一起攻读博士学位时研究过电提取技术。“通过填补供应链中的这一空白，我们可以使美国成为世界上最大的关键金属生产国。”
自去年以来，Nth Cycle 一直在俄亥俄州费尔菲尔德使用其首个商业系统生产钴和镍。该公司的模块化提炼系统由电力驱动，而非化石燃料，因此部署速度比传统的金属提炼厂快得多。现在，Nth Cycle 计划在美国和欧洲部署其模块化系统，以建立新的供应链，为经济提供动力。
O'Connor 强调：“全球约 85% 的关键矿物都在中国提炼，这对我们来说是一个经济和国家安全问题。即使我们在美国本土开采这些材料（我们在密歇根州确实有一个运营中的镍矿），我们仍然需要将它们运往海外进行提炼。这些材料是多个行业的必需组成部分，从我们的手机到汽车再到国防系统，都离不开它们。关键矿物就是新的石油。”
从废物中寻找机遇
2014 年，O'Connor 和 Plata 出席了当时在哈佛大学担任教授的 Vecitis 的一次演讲，他在演讲中讨论了他使用电化学过滤器去除制药废水中的污染物的工作。作为研究的一部分，他注意到该材料与金属发生反应，在过滤器中产生结晶铜。演讲结束后，Plata 问 Vecitis 是否考虑过将这种方法用于金属分离。他之前没有想过，但很高兴尝试。
当时，Plata 和 O'Connor 正在研究液压压裂石油和天然气产生的富含矿物质的废水。
O'Connor 回忆道：“最初的想法是：我们能否利用这项技术提取这些金属？”
后来，重点转移到使用该技术从电子垃圾中回收金属，包括旧手机、电动汽车和智能手表等来源。
如今，制造商和电子垃圾处理厂将报废材料磨碎，然后运往海外的大型化工厂，这些化工厂将金属加热成熔融液体，并通过一系列酸和碱来将废物提炼回所需的金属纯形式。
Plata 解释说：“每种酸和碱都必须作为危险品运输，而且制造它们的过程会产生大量的温室气体和能源足迹。这使得经济效益难以在大型集中式设施中实现，即使在那种情况下也是一项挑战。”
美国和欧洲拥有大量的报废材料，但这些材料分散分布，而且环境法规使得西方几乎没有可扩展的提炼选择。
Nth Cycle 团队没有建造化工厂，而是构建了一个模块化提炼系统，被称为“The Oyster”，它可以与回收商、矿商和制造商共同选址，从而降低成本、减少浪费并缩短上市时间。The Oyster 使用电力、化学沉淀和过滤来生产与传统方法相同的金属提炼化学品。如今，该系统每年可以处理超过 3,000 吨的废料，并且可以定制以生产不同的金属。
Plata 说：“电提取是回收金属的最清洁方法之一。”
Nth Cycle 获得了美国能源部的早期支持，当 Plata 于 2018 年加入麻省理工学院时，Nth Cycle 成为麻省理工学院工业联络计划 STEX25 初创企业加速器的一部分。
Plata 解释说：“在麻省理工学院这样的地方，最重要的是创业生态系统和剑桥的‘硬科技’精神。这对于 Nth Cycle 的成功至关重要，也是我们将公司迁至大波士顿地区的原因之一。能够获得人才和耐心资本是关键。”
将金属提炼带回国内
Plata 说，她职业生涯中最自豪的时刻之一是去年在俄亥俄州 Nth Cycle 首个混合氢氧化物（镍和钴）生产设施的奠基仪式上。Nth Cycle 在该设施的许多新员工之前曾在该镇的汽车和化工厂工作，但现在为 Nth Cycle 工作，该公司称其为美国首个商业废料镍提炼设施。
Plata 说：“O'Connor 在提升经济的同时提升人们的愿景是一种鼓舞人心的实践标准。”
Nth Cycle 将拥有并运营其他 Oyster 系统，O'Connor 将这种商业模式描述为提炼即服务，客户拥有最终产品。该公司正在寻求与废品场和工业废品收集设施以及产生废物的制造商合作。
Nth Cycle 目前主要致力于从电池中回收金属，但它也已使用其工艺从石油和天然气行业的废催化剂材料中回收钴和镍。展望未来，Nth Cycle 希望将其工艺应用于最大的废物来源：采矿。
O'Connor 说：“世界需要更多的关键矿物，如钴、镍、锂和铜。获得这些材料的唯一两个地方是回收和采矿，而这两种来源都需要进行化学提炼。这就是 Nth Cycle 的用武之地。很多人对采矿持消极看法，但如果你拥有一种可以减少废物和排放的技术，那么你就可以在美国等地区进行更多的采矿。这就是我们希望这项技术在西方世界产生的影响。”
Nth Cycle 的创新技术和战略布局，有望重塑美国乃至全球关键金属的供应链，为经济发展和国家安全奠定坚实的基础。通过电提取等清洁、高效的提炼方法，Nth Cycle 不仅能够从废料中提取有价值的金属，还能减少对传统采矿业的依赖，降低环境污染，实现可持续发展。这一模式的成功，将激励更多企业投身于资源回收利用领域，共同构建一个更加绿色、环保的未来。
同时，Nth Cycle 的发展也离不开政府、科研机构和产业界的共同努力。美国能源部的早期支持，以及麻省理工学院等高校提供的创业生态系统，为 Nth Cycle 的技术创新和商业化提供了有力保障。这种产学研合作的模式，有助于加速科技成果的转化，推动产业升级。
随着全球对关键金属需求的持续增长，Nth Cycle 的市场前景十分广阔。该公司计划在美国和欧洲部署更多的模块化提炼系统，与废品场、工业废品收集设施以及制造商建立合作关系，构建一个覆盖整个产业链的资源回收网络。通过提供提炼即服务，Nth Cycle 将帮助客户降低成本、提高效率，实现经济效益和环境效益的双赢。
然而，Nth Cycle 也面临着一些挑战。首先，技术创新需要持续投入，以保持竞争优势。其次，市场竞争日益激烈，需要不断拓展业务领域，寻找新的增长点。此外，政策法规的变化也可能对公司的发展产生影响。为了应对这些挑战，Nth Cycle 需要加强与各方的合作，不断提升自身的技术实力和市场竞争力。
总而言之，Nth Cycle 的出现为解决关键金属供应问题提供了一种新的思路。通过技术创新和模式创新，该公司有望改变全球关键金属的提炼格局，为可持续发展做出贡献。在未来的发展中，Nth Cycle 需要不断提升自身实力，抓住市场机遇，迎接挑战，实现更大的成功。
