Denizden gelen lityum: ABD küresel hammadde krizini nasıl çözmek istiyor?

ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen araştırmacılar, okyanusları dev, sürdürülebilir bir lityum ve magnezyum kaynağı olarak geliştirmek istiyor.

Dünyadaki okyanuslar çok büyük bir hazine içeriyor: lityum, magnezyum, nikel, kobalt ve nadir toprak elementleri; bunlar olmadan ne elektrikli arabaların ne de akıllı telefonların çalışamayacağı maddeler.

Washington eyaletindeki Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı'ndaki (PNNL) araştırmacılar şu anda bu hammaddeleri doğrudan deniz suyundan çıkarmak için çalışıyor. Proje, ABD Enerji Bakanlığı Hidroelektrik ve Hidrokinetik Dairesi tarafından finanse ediliyor.

PNNL kimya oşinografı Jessica Cross, laboratuvardan yapılan açıklamaya göre, “Deniz suyunun yalnızca %0,1'i, magnezyum ve lityum gibi, insanlığın önümüzdeki 50.000 yıl veya daha uzun bir süre boyunca ihtiyaçlarını karşılamaya yetecek kadar kritik mineral içeriyor” dedi.

Fikir tamamen yeni değil: İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra ABD, 1990'larda ucuz ithalatın yerini almasına kadar yaklaşık 50 yıl boyunca denizden magnezyum çıkardı.

Temel bir engel olarak seyreltme sorunu

En büyük engel, çoğu maddenin son derece düşük konsantrasyonu olmaya devam ediyor. Deniz suyuyla (yaklaşık 2,5 milyon litre) dolu olimpik bir yüzme havuzunda neredeyse 2.980 kilogram magnezyum bulunur, ancak yalnızca 0,42 kilogram lityum ve yalnızca 0,00095 kilogram nikel bulunur.

Yeterince büyük miktarda suyu işlemek için çok büyük miktarda enerji gerekecektir.

Birlikte akış reaktörü dört proses adımının yerini alır

PNNL kimyageri Chinmayee Subban liderliğindeki ekip, magnezyum çıkarmak için ortak akışlı reaktör adı verilen bir reaktör geliştirdi. Deniz suyu ve sodyum hidroksit birbirine paralel akar.

Şu anda çoğunlukla Amerika Birleşik Devletleri'nden ithal edilen endüstriyel bir hammadde olan yüksek saflıkta magnezyum hidroksit, arayüzde çökelir. Süreç, tarihi Dow sürecine kıyasla en az dört adımdan tasarruf sağlıyor.

PNNL mühendisi Brooke Marten tarafından gerçekleştirilen bir altyapı analizi, modüler reaktörlerin, günde 108 milyon galon deniz suyunu tam geri kazanımla arıtan tuzdan arındırma tesisi Carlsbad, California ile birleştirilmesinin, günde 524.000 kilogram magnezyum hidroksit üretebileceğini buldu; bu, ABD'nin mevcut günlük tüketiminin üç katından fazla.

Atık asit nikel bir alete dönüşüyor

yılında yapılan bir araştırmaya göre RSC sürdürülebilirliği Yayınlanmış bir çalışma, olivin mineralinden nikelin çıkarılmasında ticari hidroklorik asitten %37 daha etkili olduğunu buldu.

Ön ekonomik hesaplama, önceki tahminlerle karşılaştırıldığında cevher tonu başına 24 $'lık ek gelir elde edildiğini gösterdi ve bu da net kayıplar gösterdi.

Buna paralel olarak, PNNL araştırma botanikçisi Scott Edmundson, alglerin kritik maddeleri “çevredeki deniz suyundan milyon kat daha yüksek konsantrasyonlarda” nasıl biriktirdiğini inceliyor.

Hafif asidik BPMED atık suyu alglerin büyümesini bile hızlandırır. Ancak ekonomik ölçeklendirmeden önce hem teknik hem de finansal açıdan kat edilmesi gereken hala uzun bir yol var.