有欧美科学家正在拓宽他们的新能源思维，将目光锁定在一种此前从未被关注的物质之上——金属镁，认为它有可能成为新能源的一种替代品。金属镁的活性非常大，并且蕴含巨大能量。科学家估算，海水当中的氧化镁至少够全世界消耗30万年，西方的科研人员目前正试图寻找更好的办法，从金属镁中分解出能量。
加拿大不列颠哥伦比亚省能源公司MagPower的工程师们已经研究出了一种新颖的方法。他们用水和空气与镁燃料发生反应，以镁作为金属阳极制造出了一种新型的金属燃料电池。无独有偶，以色列希伯来大学的多伦·奥巴赫也发明出了一种以镁为基础的锂离子可充电电池，这种电池寿命长且比较稳定。而美国加州理工大学的安德鲁·肯德勒则另辟蹊径，利用镁燃料和液体反应生成氢气，后者可作为燃料电池的能源，反应生成的氧化镁则是一种相对无害的物质。
镁电池——新能源利用方式的革命
从理论上讲，镁离子电池可供提高的研究发展空间，远远超过锂离子电池，如果能实现镁离子电池一半的理论容量，将会是一场新的能源利用方式的革命，故能开发出实用的二次Mg电池，其意义将超过现在的Li离子电池。也可以说，Mg离子电池是迄今为止最具有理论前景的适用电动汽车的绿色蓄电池
作为麻省理工学院衍生公司的Pellion科技将研发低成本的高能量密集可充电镁离子电池，有潜力突破当前各种电动和混合电动汽车的储能技术。Pellion将大量进行计算材料设计，并加快材料合成和电解质优化，以鉴定出新的高能密集镁阳极材料以及可兼容的电解化学材料。
镁空气电池——改变反应位置来发电位置
日本东京工业大学理工学研究系机械物理工学专业教授矢部孝等人设计的镁燃料电池，采用了称为“薄膜型”的构造。这种电池配置了两个卷轴，从一个卷轴送出镁薄膜，然后用另一个卷轴将其一点点地卷绕起来(镁薄膜方面，考虑采用在薄膜中涂布及蒸镀镁，以及用薄膜分层加工镁箔等方法制造)。想象一下录像带或传统照相机使用的胶卷，也许就比较容易理解了。这种电池在相当于录像带磁头、相机胶卷中按快门的位置设置了反应室。
通过让负极的镁薄膜发生反应来发电。一边卷绕一边发电，可以让镁充分发生反应。镁薄膜为盒式，用完之后可以更换。
日本东北大学未来科学技术共同研究中心教授小滨泰昭打算采用与矢部不同的方法，解决传统镁燃料电池存在的问题。小滨发现，使用阻燃性镁合金，可以抑制自我放电，并缓慢进行氧化反应。这样发电就不会停止，从而可有效利用电极的镁。
这种阻燃性镁合金是日本产业技术综合研究所设想用作构造材料而开发的，添加了百分之几(重量比例)的铝(Al)和钙(Ca)。
小滨以前一直在开发利用地面效应(飞行在地面附近的飞行器会产生巨大升力的现象)的高速运输系统。在此过程中为了减轻车身重量而使用了阻燃性镁合金。小滨认为，阻燃性也就是不易与氧发生反应，这种特点十分适合镁燃料电池，于是便着手进行开发。
小滨使用阻燃性镁合金，与产业技术综合研究所、古河电池、日本素材(总部：仙台市)等合作，试制出了高性能镁燃料电池(图2)。电池单元的电压为1.5V，每个单元具备60Ah的发电能力。电极的能量密度也高达1.55Wh/g，因此小滨称，“打算半年以内开始销售”。
图2：日本东北大学的小滨等人试制的镁燃料电池
(a)为电池内部。由五个电池单元排列而成。(b)为电池单元。在中间的网状部分与电解液发生反应。(c)电极的阻燃性镁合金。右为未使用的镁合金，中间为发生一定程度反应后的镁合金，左为使用完的镁合金。发生反应的镁合金会变成Mg(OH)2溶解到电解液中。
从发电成本的角度来看，镁燃料电池要比使用汽油的发电机逊色。但是，如果目前2000日元/kg左右的阻燃性镁合金价格能够降至500日元/kg左右，便可在成本方面获得竞争力，因此小滨非常希望镁合金能够降低价格。
但这些新奇的发明距离实际应用还有一定距离。东京理工大学的Takashi Yabe博士指出，虽然自然界中镁的含量非常丰富，但镁的提取和制造成本很高，实际操作中还会产生不小的碳排。镁有很多的工业制造方法，比如电解和一种被称为皮江法(PidgeonProcess)的高温提镁工艺，但是这类方法耗能巨大，生产1公斤的镁大致需要消耗10公斤的煤。
为了改进这一流程，Yabe博士研发出了一种只利用可再生能源的工艺。他的方法是利用高强度太阳能产生激光，从而以极高的温度燃烧海水，从中提取出氧化镁。Yabe博士称，海水当中的氧化镁储量巨大，至少够全世界消耗30万年。他进一步解释称，利用太阳能产生激光是必须的，因为仅靠太阳能无法产生3700摄氏度的高温，而这个温度是提取海水中氧化镁的必备条件。
Yabe博士将这一方法命名为“镁注射循环”。纯净的镁可以作为一种燃料(其能量密度大致是氢气的10倍)。镁和水混合在一起会产生热量，将水加热为水蒸气，便可通过推动涡轮等方式供能。反应还会产生氢气，燃烧后可以生成更多的能量。最终反应的产物是水和氧化镁，可以通过激光再次转化回来。
当然，这一工艺也并非十全十美，主要问题集中在太阳能收集器通常非常巨大，并且造价不菲。除此之外，太阳能产生的激光通常功率比较低。Yabe博士采用的对策是使用较小的菲涅耳透镜，这是一种透明、相对较薄的、由同心环棱镜构成的平面反光镜。这种镜子常被安装在灯塔之上，用以放大光线。他的另一个手段就是大幅提升激光材料——掺钕钇铝石榴石的能量输出。这种物质普通情况下只能吸收入射光线中7%的能量，但涂上铬之后这一数字会飙升至 67%。
Yabe博士已经开始和三菱公司展开合作，在日本千岁地区建立了一个示范工厂。这座工厂中的激光设备能够产生80瓦的能量，足以分解出海水中70%的镁。据Yabe博士透露，当激光能够产生400瓦能量的时候，“镁注射循环”就可以大范围商用。这一幕有望在未来10年内实现，“初始阶段我们计划每年用300条激光射线生产50吨镁。
燃料耕种——沙漠地带太阳能进行热还原
东北大学的小滨也描绘了类似的蓝图。其构想是，将用完的镁运到名为阳光地带的沙漠地区进行热还原。不过，小滨设想使用凹镜来进行热还原。打算使用可通过聚集太阳光来获得高温的太阳炉。据其介绍，如果可以获得1200℃左右的温度，便可以进行热还原。
小滨2011年实施了使用直径1.5m左右的太阳炉将用过的Mg(OH)2以金属镁箔的形式回收的实验。
目前，除了古河电池及尼康之外，其他商社及物流公司也参与进来，共同启动了名为“Magnesium Soleil”的项目，现在正以形成业务为目标进行讨论。
小滨说，“镁不像核电那样存在风险，也不会像化石燃料那样会枯竭，而且完全不存在温室气体排放等环境问题，是一种清洁燃料”。而且，镁在海水中的含量十分丰富。也可以利用太阳能从海水中提炼镁。
经由镁燃料电池，将太阳能有效地转换成电力。小滨将这种体系称为“燃料耕种”。与已经实用化的氢燃料电池相比，镁燃料电池能以很少的使用量获得同等的发电量，而且容易搬运，因此具有优势。据小滨教授推算，28.4g镁获得的能量与60L氢气获得的能量相同。
不过，镁燃料电池也存在课题。一个是空气极的耐久性。这种电池使用的可以透过空气的多孔质碳，还需要提高耐久性。另一个课题是，进行热还原时使用的催化剂铁硅(Fe-Si)需要耗费能源来制造。小滨表示，今后“必须探讨使用太阳能制造铁硅的方法”。
看了这么多，我们或许可以考虑一个新的概念了，这就是‘镁经济’”。