Κάτω από την επιφάνεια των ωκεανών δεν υπάρχει μόνο νερό. Υπάρχει ένας τεράστιος φυσικός θησαυρός γεμάτος μαγνήσιο, λίθιο, νικέλιο, μέταλλα σπάνιων γαιών και πολύτιμα στοιχεία που μπορούν να παίξουν καθοριστικό ρόλο στην ενεργειακή μετάβαση του πλανήτη.
Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι μόλις το 0,1% του παγκόσμιου θαλασσινού νερού θα μπορούσε θεωρητικά να περιέχει αρκετά κρίσιμα στοιχεία ώστε να καλύψει τις ανάγκες της ανθρωπότητας για δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Το μεγάλο ερώτημα όμως δεν είναι αν αυτά τα στοιχεία υπάρχουν - είναι αν μπορούμε να τα εξορύξουμε με τρόπο οικονομικά βιώσιμο και περιβαλλοντικά ασφαλή.
Μια ομάδα ερευνητών από το Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ εργάζεται πάνω σε νέες τεχνολογίες που θα μπορούσαν να μετατρέψουν τη θάλασσα σε μια τεράστια «υγρή μεταλλευτική πηγή».
Η θάλασσα: Ένα αόρατο ορυχείο γεμάτο κρίσιμα μέταλλα
Οι ωκεανοί περιέχουν τεράστιες ποσότητες μετάλλων, όμως στις περισσότερες περιπτώσεις βρίσκονται σε εξαιρετικά μικρές συγκεντρώσεις. Αυτό μέχρι σήμερα έκανε την εξαγωγή τους υπερβολικά ακριβή.
Για παράδειγμα:
- Σε περίπου 2,27 εκατομμύρια λίτρα θαλασσινού νερού (όσο χωρά μια ολυμπιακή πισίνα) υπάρχουν περίπου:
- 0,42 κιλά λίθιο
- μόλις 0,00095 κιλά νικέλιο
- αλλά σχεδόν 2.980 κιλά μαγνήσιο
Το μαγνήσιο είναι ο μεγάλος πρωταγωνιστής, καθώς αποτελεί ένα υλικό με σημαντικές βιομηχανικές εφαρμογές και οι Ηνωμένες Πολιτείες σήμερα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από εισαγωγές.
Τρεις τεχνολογίες που αλλάζουν το παιχνίδι
Οι ερευνητές του PNNL δεν προσπαθούν απλώς να «ψαρέψουν» μέταλλα από τη θάλασσα. Δημιουργούν ένα ολοκληρωμένο σύστημα όπου το ίδιο νερό μπορεί να δώσει πολλαπλές χρήσεις.
Άμεση εξαγωγή μαγνησίου από το θαλασσινό νερό
Η παραδοσιακή παραγωγή μαγνησίου απαιτεί πολλά χημικά στάδια και περίπλοκες διαδικασίες. Η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί έναν ειδικό αντιδραστήρα όπου το θαλασσινό νερό και ένα αλκαλικό διάλυμα, όπως το υδροξείδιο του νατρίου, ρέουν δίπλα-δίπλα.
Στο σημείο επαφής τους δημιουργείται υδροξείδιο του μαγνησίου υψηλής καθαρότητας, χωρίς την ανάγκη πολλών επιπλέον βημάτων διαχωρισμού.
Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να συνδεθεί με μονάδες αφαλάτωσης, οι οποίες ήδη επεξεργάζονται τεράστιες ποσότητες θαλασσινού νερού.
Οι υπολογισμοί για τη μονάδα αφαλάτωσης Carlsbad στην Καλιφόρνια είναι εντυπωσιακοί:
Η εγκατάσταση επεξεργάζεται περίπου 108 εκατομμύρια γαλόνια θαλασσινού νερού την ημέρα. Αν ανακτάται όλο το διαθέσιμο μαγνήσιο, θα μπορούσε να παράγει περίπου 524.000 κιλά υδροξειδίου του μαγνησίου καθημερινά - περισσότερο από τριπλάσια ποσότητα από τη σημερινή κατανάλωση των ΗΠΑ.
Από τα απόβλητα της αφαλάτωσης σε εργαλείο εξόρυξης
Η αφαλάτωση αφήνει πίσω της εξαιρετικά συμπυκνωμένη άλμη, η οποία αποτελεί μεγάλο περιβαλλοντικό πρόβλημα.
Οι ερευνητές προτείνουν μια διαφορετική προσέγγιση: τη χρήση της διαδικασίας Bipolar Membrane Electrodialysis (BPMED).
Με τη βοήθεια ηλεκτρικής ενέργειας και ειδικών μεμβρανών, η άλμη διαχωρίζεται σε:
- ένα αλκαλικό ρεύμα
- ένα όξινο ρεύμα
Το οξύ που παράγεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια για την εξαγωγή μετάλλων από πετρώματα.
Σε δοκιμές, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το παραγόμενο οξύ για να εξάγουν νικέλιο από τον ολιβίνη - ένα κοινό ορυκτό που περιέχει μικρές ποσότητες νικελίου.
Τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέροντα: το νέο οξύ εξήγαγε περίπου 37% περισσότερο νικέλιο από το συμβατικό υδροχλωρικό οξύ ίδιας συγκέντρωσης.
Τα φύκια: Οι φυσικοί συλλέκτες μετάλλων των ωκεανών
Η τρίτη προσέγγιση βασίζεται στη δύναμη της φύσης.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ορισμένα είδη θαλάσσιων φυκιών μπορούν να συγκεντρώνουν κρίσιμα μέταλλα μέσα στους ιστούς τους σε ποσότητες έως και ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες από τη συγκέντρωση που υπάρχει στο γύρω νερό.
Η διαδικασία περιλαμβάνει:
- άλεση των φυκιών σε υγρή πάστα
- επεξεργασία με όξινο διάλυμα
- θέρμανση για απελευθέρωση των μετάλλων
Παράλληλα, οι επιστήμονες εξετάζουν τρόπους ώστε το υπόλοιπο βιολογικό υλικό να μετατρέπεται σε:
- καύσιμα
- χημικά προϊόντα
- λιπάσματα
Έτσι, τίποτα δεν θα πηγαίνει χαμένο.
Από την έρευνα στην πραγματικότητα: Οι μεγάλες προκλήσεις
Παρά τις εντυπωσιακές δυνατότητες, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο.
Οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να ανακτήσουν σημαντικά στοιχεία σε εργαστηριακή και πιλοτική κλίμακα, αλλά δεν έχει αποδειχθεί ακόμη ότι μια τεράστια μονάδα εξόρυξης από τη θάλασσα μπορεί να λειτουργήσει οικονομικά.
Υπάρχουν επίσης σημαντικά περιβαλλοντικά ερωτήματα:
- Πώς θα επηρεαστούν τα θαλάσσια οικοσυστήματα;
- Πώς θα διαχειρίζονται οι μεγάλες ποσότητες άλμης;
- Πώς θα αποφευχθεί η χημική επιβάρυνση των ωκεανών;
Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα θα καθορίσει αν η ιδέα θα γίνει πραγματικότητα.
Ο ωκεανός ως η νέα ενεργειακή τράπεζα της Γης
Η ανθρωπότητα χρειάζεται ολοένα περισσότερα κρίσιμα μέταλλα για μπαταρίες, ηλεκτρικά οχήματα, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και σύγχρονες τεχνολογίες.
Ίσως η λύση να μην βρίσκεται μόνο βαθιά μέσα στη γη, αλλά και μπροστά στα μάτια μας - μέσα στα αχανή νερά των ωκεανών.
Η θάλασσα δεν είναι απλώς ένας πόρος νερού. Μπορεί να γίνει ένα τεράστιο, ανανεώσιμο «ορυχείο» του μέλλοντος, αρκεί η τεχνολογία να καταφέρει να πάρει τα πολύτιμα στοιχεία της χωρίς να καταστρέψει το ίδιο το οικοσύστημα που τα φιλοξενεί.
Πηγή: PNNL
www.worldenergynews.gr
