Amerika Birleşik Devletleri’nde bilim insanları, deniz suyundan yüksek hassasiyetli yöntemlerle stratejik ve kritik mineralleri ayrıştırmak üzere yeni teknolojiler üzerinde çalışmaya başladı.
Deniz Suyunun Mineral Potansiyeli Nedir?
Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı (PNNL) bünyesinde yürütülen araştırmalar, dünya okyanuslarının barındırdığı mineral potansiyelini ticari ve endüstriyel ölçekte geri kazanmayı hedefliyor. Projeye destek veren ABD Enerji Bakanlığı Su Gücü Teknolojileri Ofisi yetkilileri ve PNNL araştırmacıları, dünya denizlerindeki toplam su hacminin yalnızca yüzde 0,1'inin, içerdiği lityum ve magnezyum gibi elementlerle insanlığın önümüzdeki 50 bin yıllık ihtiyacını karşılayabileceğini belirtti.
Projede görev alan Kimyasal Oşinograf Dr. Jessica Cross, deniz suyunun küresel ölçekte standart bir kimyasal bileşime sahip olmasının, geliştirilen teknolojilerin dünyanın farklı bölgelerinde hızla ölçeklendirilmesine imkan tanıdığını ifade etti.
Okyanus Madenciliğinin Zorlukları Nelerdir?
Araştırmacılardan Dr. Chinmayee Subban, okyanus madenciliğinin önündeki temel zorluğun hedeflenen elementlerin su içindeki düşük yoğunluğu olduğunu vurguladı. Magnezyum deniz suyunda nispeten yüksek oranda bulunurken, lityum, nikel, kobalt ve nadir toprak elementleri çok daha düşük konsantrasyonlarda yer alıyor.
Yapılan hesaplamalara göre, yaklaşık 2,3 milyon litre su barındıran olimpik bir yüzme havuzu hacmindeki deniz suyunda nikel miktarı 0,00095 ila 0,002 kilogram arasında değişiyor. Bu miktar, günlük tüketimin 3 katından fazlasına denk geliyor.
Yeni Geliştirilen Sistemler Nasıl Çalışıyor?
Düşük konsantrasyon engelini aşmak amacıyla uzmanlar, deniz suyunun sodyum hidroksit ile sürekli temas halinde reaksiyona girmesini sağlayan 'paralel akışlı reaktör' sistemini geliştirdi. Bu süreç sonunda yüksek saflıkta magnezyum hidroksit elde ediliyor. Geliştirilen modüler sistemlerin, halihazırda faaliyette olan deniz suyu arıtma (desalinizasyon) tesislerine entegre edilmesi planlanıyor.
Yapılan altyapı analizleri, California’daki Carlsbad Arıtma Tesisi’ne kurulacak tam kapasiteli bir sistemin günde 524.000 kilogram magnezyum hidroksit üretebileceğini ortaya koyuyor. Bu miktar, ABD’nin mevcut günlük tüketiminin üç katından fazlasına tekabül ediyor.
Bilim insanları, üretim sürecinde ortaya çıkan yan ürünleri ve atıkları da farklı sanayi kollarında değerlendirmeyi hedefliyor. Magnezyum ayrıştırıldıktan sonra kalan yoğun tuzlu su, bipolar membran elektrodiyaliz işleminden geçirilerek asidik ve bazik kimyasallara dönüştürülüyor. Laboratuvar testlerinde, bu süreçte elde edilen asidin, endüstriyel nikel üretiminde ticari hidroklorik aside kıyasla %37 daha yüksek verimlilik sağladığı gözlendi.
Geriye kalan diğer yan ürünlerin deniz ürünleri yetiştiriciliğinde (akuakültür) besleyici unsur olarak kullanılması öngörülüyor. Botanikçi Scott Edmundson, bazı deniz yosunlarının kritik mineralleri çevrelerindeki suya kıyasla 1 milyon kat daha fazla konsantre etme yeteneğine sahip olduğunu kaydetti.
