সমুদ্র থেকে লিথিয়াম উত্তোলন ব্যাটারি শিল্পকে আরও শক্তিশালী করতে পারে

বৈদ্যুতিক গাড়ি এবং শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা বৃদ্ধির সাথে সাথে লিথিয়ামের চাহিদা বাড়ছে, বিজ্ঞানীরা সমুদ্রের দিকে ঝুঁকছেন—যেখানে গুরুত্বপূর্ণ ব্যাটারি উপাদানের বিশাল ভাণ্ডার এখনও মূলত অব্যবহৃত রয়েছে।

উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন ব্যাটারির জন্য অপরিহার্য হালকা ধাতু লিথিয়াম, স্থলজ উৎস কমে যাওয়া এবং নিষ্কাশন পদ্ধতি পরিবেশগত উদ্বেগ বাড়ানোর কারণে ক্রমবর্ধমান সরবরাহ সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হচ্ছে। সমুদ্র, যেখানে প্রায় ১৮০ বিলিয়ন টন লিথিয়াম রয়েছে—ভূমি-ভিত্তিক রিজার্ভের চেয়ে প্রায় ৫,০০০ গুণ বেশি—একটি সমাধান দিতে পারে, তবে এটি উত্তোলন করা কঠিন প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।

সমুদ্রে প্রতি মিলিয়নে প্রায় ০.১৭ অংশ লিথিয়াম রয়েছে—যা স্থলজ লবণের চেয়ে এক হাজার গুণ বেশি মিশ্রিত। তদুপরি, লিথিয়াম আয়নের সাথে আরও প্রচুর পরিমাণে সোডিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম এবং পটাসিয়াম আয়ন থাকে যাদের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য একই রকম, যা নির্বাচনী নিষ্কাশনকে অসাধারণভাবে কঠিন করে তোলে। বর্তমান বাণিজ্যিক পদ্ধতি যেমন সৌর বাষ্পীভবন (লবণাক্ত ফ্ল্যাটে ব্যবহৃত) বা অ্যাসিড-লিচিং (কঠিন শিলা আকরিক থেকে) সমুদ্রের ঘনত্বের ক্ষেত্রে অর্থনৈতিকভাবে অলাভজনক প্রমাণিত হয়।

বিশ্বজুড়ে গবেষকরা এই বাধাগুলো কাটিয়ে উঠতে উদ্ভাবনী পদ্ধতির বিকাশ করছেন:

নির্বাচনী শোষণকারী: লিথিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম-স্তরযুক্ত ডাবল হাইড্রোক্সাইড এবং লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইডের মতো উন্নত উপকরণ লিথিয়াম আয়নকে অগ্রাধিকারের ভিত্তিতে ধারণ করার প্রতিশ্রুতি দেখায়। জাপানি বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি এই উপকরণ ব্যবহার করে একটি সিস্টেম প্রদর্শন করেছেন যা সমুদ্রের জল থেকে ৯০% লিথিয়াম পুনরুদ্ধার করেছে।

বৈদ্যুতিক রাসায়নিক পদ্ধতি: সঠিকভাবে সুর করা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে, গবেষকরা প্রতিযোগিতামূলক আয়ন বাদ দিয়ে বিশেষ ঝিল্লির মাধ্যমে লিথিয়াম আয়ন চালাতে পারেন। ২০২৩ সালের একটি গবেষণায় Nature Energy দেখা গেছে যে এই পদ্ধতিটি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির তুলনায় ৬০% পর্যন্ত শক্তি খরচ কমাতে পারে।

মেমব্রেন সেপারেশন: লিথিয়াম-নির্বাচনী চ্যানেল সহ অভিনব ন্যানোফিলট্রেশন ঝিল্লি তৈরি করা হচ্ছে। যদিও বর্তমান প্রোটোটাইপগুলি স্থায়িত্বের সমস্যার সম্মুখীন হচ্ছে, তাত্ত্বিক মডেলগুলি পরামর্শ দেয় যে তারা শেষ পর্যন্ত প্রতিযোগিতামূলক মূল্যে ৯৯% বিশুদ্ধতা অর্জন করতে পারে।

সফল সমুদ্রের জল থেকে লিথিয়াম নিষ্কাশন বিশ্বব্যাপী সরবরাহ শৃঙ্খলে পরিবর্তন আনতে পারে। স্থলজ খনির মতো নয়—যা প্রায়শই শুষ্ক অঞ্চলে ব্যাপক জল ব্যবহার এবং বিষাক্ত উপজাত তৈরি করে—সামুদ্রিক নিষ্কাশন বিদ্যমান অবকাঠামো ব্যবহার করে ডেসালিনেশন প্ল্যান্টের সাথে সহ-অবস্থিত হতে পারে। প্রাথমিক জীবন-চক্র মূল্যায়নগুলি পরামর্শ দেয় যে সমুদ্রের জল থেকে লিথিয়ামের কার্বন পদচিহ্ন প্রচলিত উৎসের চেয়ে ৩০-৪০% ছোট হতে পারে।

যদিও উল্লেখযোগ্য প্রযুক্তিগত এবং স্কেলিং চ্যালেঞ্জগুলি এখনও রয়েছে, সম্ভাব্য পুরষ্কারগুলি সরকার এবং কর্পোরেশন উভয়কেই আকৃষ্ট করেছে। ব্যাটারির চাহিদা তার সূচকীয় বৃদ্ধি অব্যাহত রাখলে, সমুদ্র শীঘ্রই আমাদের পরিষ্কার শক্তির ভবিষ্যৎকে শক্তিশালী করতে একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করতে পারে।