Denizler Geleceğin Kritik Mineral Kaynağı Olabilir

ABD’de yürütülen yeni çalışma, kritik mineraller için denizlerin gelecekte stratejik bir kaynak olabileceğini gösterdi. Araştırmacılar, kritik mineraller bakımından dünya deniz suyunun yalnızca binde 1’inin teorik olarak insanlığın ihtiyacını 50 bin yıldan uzun süre karşılayabilecek potansiyel taşıdığını hesapladı. Ekip, laboratuvar aşamasındaki yeni üretim yöntemlerini geliştirerek deniz suyundan ekonomik mineral geri kazanımını mümkün kılacak teknolojiler üzerinde çalışmayı sürdürüyor.

ABD Enerji Bakanlığı bünyesinde faaliyet gösteren Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), uzun yıllardır ekonomik açıdan verimli kabul edilmeyen deniz suyunu yeniden değerlendiren entegre bir sistem geliştirdi. Araştırma ekibi, birbirini tamamlayan üç farklı yöntemi tek üretim zincirinde birleştirerek kaynak kullanımını artırmayı hedefliyor.

İlk aşamada geliştirilen yeni reaktör sistemi, magnezyum hidroksit üretimini geleneksel yöntemlere kıyasla daha az işlem basamağıyla gerçekleştiriyor. Ardından tuzdan arındırma tesislerinden çıkan yüksek yoğunluklu salamura yeniden işlenerek sanayide kullanılabilecek kimyasal bileşiklere dönüştürülüyor. Son aşamada ise bazı deniz yosunlarının doğal olarak bünyesinde biriktirdiği mineraller geri kazanılıyor. Doğrudan cevap vermek gerekirse araştırmacılar, tek bir kaynağı farklı teknolojilerle değerlendirerek aynı süreçten birden fazla ürün elde etmeyi amaçlıyor.

Bilim ekibi bugüne kadar laboratuvar ortamında magnezyum, nikel, platin grubu metaller ile nadir toprak elementlerini başarıyla ayırmayı başardı. Aynı çalışmalarda lityum geri kazanımı da gerçekleştirildi ancak araştırmacılar ticari ölçekte ilk önceliğin magnezyum olacağını değerlendiriyor. Bunun temel nedeni, deniz suyundaki yoğunluk farkı olarak gösteriliyor. Yaklaşık 2,27 milyon litre deniz suyu yalnızca 0,42 kilogram lityum içerirken aynı hacimde yaklaşık 2.980 kilogram magnezyum bulunuyor.

PNNL’nin geliştirdiği patentli sistemin mevcut arıtma altyapılarına entegre edilebilmesi, çalışmanın dikkat çeken yönlerinden biri olarak öne çıkıyor. Araştırmacıların hesaplamalarına göre yalnızca Kaliforniya’daki Carlsbad tesisinin bu teknolojiyle çalışması hâlinde günlük yüz binlerce kilogram mineral üretilebilecek kapasiteye ulaşması teorik olarak mümkün görünüyor.

Araştırma kapsamında salamuranın bipolar membran elektrodiyaliz yöntemiyle asit ile baza ayrıştırılması da test edildi. Elde edilen çözeltinin nikel içeren olivin cevherinde yapılan deneylerde ticari hidroklorik asitten daha yüksek metal çözündürme performansı gösterdiği bildirildi. Aynı ekip, bazı deniz yosunlarının çevresindeki deniz suyuna kıyasla milyon kat daha fazla mineral depolayabildiğini belirlerken geriye kalan biyokütlenin yakıt, gübre veya endüstriyel ham madde olarak değerlendirilebilmesi için çalışmalarını sürdürüyor.

Elektrikli araçlar, batarya üretimi, yenilenebilir enerji sistemleri ile savunma sanayii nedeniyle küresel kritik mineral talebi her yıl artıyor. Araştırmanın ticari uygulamaya dönüşebilmesi için ekonomik fizibilite, çevresel etkiler, enerji tüketimi ile deniz ekosistemine yönelik risklerin ayrıntılı biçimde değerlendirilmesi gerekiyor. Bilim insanları, bu aşamalar tamamlandığında denizlerin yalnızca su kaynağı değil aynı zamanda gelecek nesil madencilik teknolojilerinin önemli merkezlerinden biri hâline gelebileceğini değerlendiriyor.