Deniz suyunun içinden çıktı: Dünyaya 50 bin yıl boyunca yetecek rezerv bulundu
Deniz suyunun yapısı üzerinde yapılan çalışmalar dünyanın enerji ihtiyaçları ile ilgili ilgi çekici bir gerçeği ortaya koydu Deniz suyunun binde birlik kısmının yapısında yer alan bir mineralin dünyanın ihtiyacını 50 bin yıl boyunca durmadan karşılayabileceği keşfedildi. Uzmanlar deniz suyu üzerinde yaptıkları çalışmalara devam ediyor.
Teknolojik cihazların, elektrikli araç bataryalarının ve yenilenebilir enerji altyapılarının kalbinde yer alan kritik mineraller, günümüzde küresel jeopolitik dengeleri sarsan en büyük unsurlardan biri. Karadaki maden yataklarının hızla tükenmesi ve tedarik zincirindeki kırılganlıklar, bilim dünyasını radikal çözümler aramaya itiyor.
Bu doğrultuda en heyecan verici açıklama, ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) araştırmacılarından geldi. Bilim insanları, dünya genelindeki deniz sularının sadece binde birinin, yani yüzde 0,1'inin verimli bir şekilde işlenmesi durumunda insanlığın kritik mineral ihtiyacının 50 bin yıldan uzun bir süre boyunca kesintisiz karşılanabileceğini ortaya koydu.
OKYAUSTAKİ SEYRELME SORUNU VE MADEN EKSİKLİĞİ
Deniz suyunda muazzam bir mineral potansiyeli bulunsa da en büyük zorluk bu elementlerin su içinde aşırı derecede seyreltilmiş, yani düşük yoğunlukta olmasıdır. Bir olimpik yüzme havuzunu dolduracak kadar büyük bir hacme denk gelen 2,27 milyon litre deniz suyunda sadece 0,42 kilogram lityum ve neredeyse yok denecek kadar az, 0,00095 kilogram nikel bulunuyor. Buna karşın, aynı miktarda su tam 2.980 kilogram magnezyum barındırıyor.
İşte bu büyük yoğunluk farkı nedeniyle araştırmacılar, okyanusta en bol bulunan elementlerden biri olan ve ABD’nin şu an tamamen dışa bağımlı olduğu magnezyumu merkeze alan, "sıfır atık" hedefli hibrit bir sistem tasarladı. Bugüne kadar ekonomik olmadığı için rafa kaldırılan bu süreci ticari olarak uygulanabilir kılmak için de birbirini tamamlayan üç farklı teknoloji tek bir üretim zincirinde birleştirildi.
EZBER BOZAN ÜÇLÜ HİBRİT TEKNOLOJİ
Sistemin ilk halkasını, PNNL’nin patentini aldığı modüler bir eş akış reaktörü oluşturuyor. Geleneksel yöntemlerdeki en az dört karmaşık kimyasal basamağı ortadan kaldıran bu reaktör, deniz suyu ile sodyum hidroksit bazını dar bir kanalda yan yana akıtarak saniyeler içinde yüksek saflıkta magnezyum hidroksit çöktürüyor. Araştırmacıların hesaplamalarına göre, Kaliforniya’daki Carlsbad Tuzdan Arındırma Tesisine bu modüler sistem entegre edilirse, tesiste günde 524 bin kilogram magnezyum hidroksit üretilebilir ki bu miktar ABD’nin günlük tüketiminin üç katından fazlasına denk geliyor.
İşlem tamamlandıktan sonra geriye kalan yoğun atık tuzlu su ise bipolar membran elektrodiyaliz yöntemiyle elektrik kullanılarak asit ve baza ayrıştırılıyor. Burada elde edilen okyanus kaynaklı asit, karadaki madenlerde nikel ve kobalt gibi metalleri çözmek için kullanılıyor ve yapılan testlerde ticari hidroklorik aside kıyasla yüzde 37 daha fazla nikel çözmeyi başarıyor.
DENİZ YOSUNLARI İLE BİYOMADENCİLİK
Zincirin son halkasında ise doğanın kendi mucizesi, yani deniz yosunları devreye giriyor. Bazı makroalg türleri, çevrelerindeki sudaki nadir elementleri adeta bir sünger gibi emerek kendi dokularında milyon kat daha yüksek yoğunlukta biriktirebiliyor. Elektrodiyaliz sürecinden çıkan hafif asidik suların yosun büyümesini hızlandırdığını keşfeden ekip, hasat edilen bu yosunlardan lityum, platin grubu metaller ve nadir toprak elementlerini kolayca geri kazanıyor. Geriye kalan bitkisel kütle ise biyoyakıt, gübre veya kimyasallara dönüştürülerek süreç tamamlanıyor.
Aslında bu fikir tamamen yeni değil; ABD İkinci Dünya Savaşı döneminde askeri ihtiyaçları için deniz suyundan magnezyum madenciliği yapmış ve bu endüstri yaklaşık 50 yıl aktif kalmıştı. Hatta PNNL geçmiş yıllarda deniz suyundan doğrudan uranyum elementini de başarıyla izole etmişti. Ancak 90'ların sonunda ucuz ithalat seçenekleri öne çıkınca bu hatlar kapatılmıştı.
GELECEĞİN TİCARİ OKYANUS MADENCİLİĞİ
Laboratuvar ve pilot ölçekte harika sonuçlar veren bu devrimsel teknolojinin endüstriyel üretime geçebilmesi için önünde hala aşılması gereken ciddi mühendislik ve maliyet engelleri bulunuyor. Denizden çıkarılan minerallerin maliyetinin dalgalı piyasa fiyatlarıyla rekabet edebilmesi, liman bölgelerine işleme tesislerinin kurulması ve muazzam hacimlerdeki suyun pompalanması esnasında yerel deniz ekosisteminin zarar görmemesi için sıkı çevre protokollerinin geliştirilmesi gerekiyor.
Tüm bu soru işaretlerine rağmen PNNL, geliştirdikleri bütüncül yaklaşımla yakın gelecekte okyanusları dünyanın en stratejik, temiz ve tükenmez maden yataklarına dönüştürebileceğine inanıyor.