Deniz Suyundan Çıkarılacak: İnsanlığa 50 Bin Yıl Yetecek

Elektrikli araçlardan güneş panellerine, bataryalardan elektronik cihazlara kadar birçok teknolojinin üretiminde kullanılan kritik minerallere yönelik talep hızla artıyor. Bilim insanlarının üzerinde çalıştığı yeni yöntem ise geleceğin maden kaynağının karada değil, okyanuslarda olabileceğini gösteriyor.

ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenen araştırmada, deniz suyunda çözünmüş hâlde bulunan magnezyum, lityum, nikel ve nadir toprak elementlerinin ekonomik şekilde ayrıştırılması hedefleniyor.

Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan kimyasal okyanus bilimci Jessica Cross, okyanus suyunun yalnızca yüzde 0,1’inde bulunan kritik minerallerin tamamen çıkarılabilmesi durumunda insanlığın 50 bin yıl veya daha uzun süre boyunca ihtiyaç duyacağı miktarın karşılanabileceğini belirtti.

MİNERALLER VAR, ANCAK ÇIKARILMASI KOLAY DEĞİL

Okyanuslardaki mineral miktarı son derece büyük olsa da bilim insanlarının önündeki en önemli sorun, bazı elementlerin deniz suyunda çok düşük yoğunluklarda bulunması.

Yaklaşık 2,3 milyon litre deniz suyu alan olimpik bir yüzme havuzunda 2 bin 980 kilogram civarında magnezyum bulunuyor. Aynı miktardaki sudaki lityum miktarı yaklaşık 420 gramda kalırken, nikel miktarı ise bir gramın bile altında ölçülüyor.

Bu nedenle milyonlarca litre suyun işlenmesi ve minerallerin birbirinden ayrıştırılması gerekiyor. Yüksek enerji ve altyapı maliyetleri, teknolojinin ticari ölçekte kullanılmasının önündeki en büyük engellerden biri olarak gösteriliyor.

YENİ REAKTÖR SİSTEMİ GELİŞTİRİLDİ

PNNL araştırmacıları, deniz suyundaki magnezyumu daha az işlemle geri kazanabilmek için “paralel akışlı reaktör” olarak tanımlanan modüler bir sistem geliştirdi.

Sistemde deniz suyu ve sodyum hidroksit, birbirine karışmadan yan yana akıtılıyor. İki sıvının temas ettiği bölgede yüksek saflığa sahip magnezyum hidroksit çökeliyor.

Araştırmacılar, yöntemin geçmişte kullanılan üretim süreçlerindeki en az dört aşamayı ortadan kaldırabileceğini belirtiyor. Teknoloji için patent başvurusu yapılırken sistemin deniz suyu arıtma tesislerine entegre edilmesi planlanıyor.

TEK TESİS ABD’NİN İHTİYACINI AŞABİLİR

Bilim insanlarının hesaplamalarına göre sistemin California’daki Carlsbad Deniz Suyu Arıtma Tesisi’ne tam kapasiteyle kurulması hâlinde, günde yaklaşık 524 bin kilogram magnezyum hidroksit üretilebilir.

Bu miktarın, ABD’nin mevcut günlük magnezyum hidroksit tüketiminin üç katından fazla olduğu ifade ediliyor. Ancak hesaplama, sudaki magnezyumun yüzde 100 verimle geri kazanılabildiği teorik bir senaryoya dayanıyor.

ATIK SU DA EKONOMİYE KAZANDIRILACAK

Araştırma yalnızca minerallerin çıkarılmasına odaklanmıyor. Magnezyum ayrıştırıldıktan sonra kalan yoğun tuzlu suyun da değerlendirilmesi amaçlanıyor.

Tuzlu su, bipolar membran elektrodiyaliz sistemi kullanılarak mineral işleme sektöründe kullanılabilecek asit ve bazlara dönüştürülebiliyor. Araştırmacılar, bu süreçte elde edilen yan ürünlerin nikel çıkarılmasında ve farklı endüstriyel işlemlerde kullanılabileceğini bildiriyor.

Geriye kalan suyun bazı deniz yosunu türlerinin yetiştirilmesinde değerlendirilmesi de araştırılıyor. Deniz yosunlarının çevrelerindeki kritik mineralleri dokularında yoğunlaştırabilmesi, gelecekte biyolojik mineral toplama sistemlerinin önünü açabilir.

TİCARİ ÜRETİM İÇİN KRİTİK EŞİK

Bilim insanları, okyanus suyundaki minerallerin yeni keşfedilmediğine dikkat çekiyor. Asıl gelişme, bu elementleri daha az enerji kullanarak ve çevreye zarar vermeden çıkarabilecek teknolojilerin geliştirilmesi.

Yeni sistem henüz küresel ölçekte ticari üretime geçmiş değil. Teknolojinin başarısı; enerji tüketimi, üretim maliyeti, geri kazanım oranı ve yoğun tuzlu suyun deniz ekosistemine etkisi gibi başlıklarda yapılacak çalışmalara bağlı olacak.

Araştırma ölçeklendirilebilirse okyanuslar, elektrikli araç bataryaları ve temiz enerji teknolojileri için gerekli kritik minerallerin önemli kaynaklarından biri hâline gelebilir.