समुद्री लिथियम निष्कर्षण बैटरी उद्योग को बढ़ावा दे सकता है

जैसे-जैसे इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के उदय के साथ लिथियम की मांग बढ़ती है, वैज्ञानिक समुद्र की ओर रुख कर रहे हैं—जहां महत्वपूर्ण बैटरी सामग्री के विशाल भंडार बड़े पैमाने पर अप्रयुक्त रहते हैं।

लिथियम, उच्च-प्रदर्शन वाली बैटरियों के लिए आवश्यक हल्का धातु, स्थलीय स्रोतों के घटने और निष्कर्षण विधियों से पर्यावरणीय चिंताएं बढ़ने के कारण बढ़ती आपूर्ति बाधाओं का सामना कर रहा है। समुद्र, जिसमें अनुमानित 180 बिलियन टन लिथियम है—भूमि-आधारित भंडारों से लगभग 5,000 गुना अधिक—एक समाधान पेश कर सकता है, लेकिन इसे निकालना भारी तकनीकी चुनौतियां पेश करता है।

समुद्री जल में लिथियम की मात्रा केवल लगभग 0.17 भाग प्रति मिलियन है—स्थलीय नमक फ्लैटों की तुलना में एक हजार गुना अधिक पतला। इसके अतिरिक्त, लिथियम आयनों के साथ कहीं अधिक प्रचुर मात्रा में सोडियम, मैग्नीशियम और पोटेशियम आयन होते हैं जिनमें समान रासायनिक गुण होते हैं, जिससे चयनात्मक निष्कर्षण असाधारण रूप से कठिन हो जाता है। वर्तमान वाणिज्यिक तरीके जैसे सौर वाष्पीकरण (नमक फ्लैटों में उपयोग किया जाता है) या एसिड-लीचिंग (कठोर चट्टान अयस्क से) समुद्री जल सांद्रता पर आर्थिक रूप से अव्यावहारिक साबित होते हैं।

दुनिया भर के शोधकर्ता इन बाधाओं को दूर करने के लिए नवीन दृष्टिकोण विकसित कर रहे हैं:

चयनात्मक अवशोषक: लिथियम-एल्यूमीनियम-लेयर्ड डबल हाइड्रॉक्साइड और लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड जैसी उन्नत सामग्री लिथियम आयनों को अधिमानतः पकड़ने का वादा दिखाती है। जापानी वैज्ञानिकों ने हाल ही में इन सामग्रियों का उपयोग करते हुए एक प्रणाली का प्रदर्शन किया जिसने समुद्री जल से 90% लिथियम की रिकवरी हासिल की।

इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके: सटीक रूप से ट्यून किए गए विद्युत क्षेत्रों को लागू करके, शोधकर्ता प्रतिस्पर्धी आयनों को बाहर करते हुए विशेष झिल्लियों के माध्यम से लिथियम आयनों को चला सकते हैं। में 2023 का एक अध्ययन प्रकृति ऊर्जा ने दिखाया कि यह दृष्टिकोण पारंपरिक तरीकों की तुलना में ऊर्जा की खपत को 60% तक कम कर सकता है।

झिल्ली पृथक्करण: लिथियम-चयनात्मक चैनलों के साथ उपन्यास नैनोफिल्ट्रेशन झिल्लियाँ विकसित की जा रही हैं। जबकि वर्तमान प्रोटोटाइप स्थायित्व संबंधी समस्याओं का सामना करते हैं, सैद्धांतिक मॉडल बताते हैं कि वे अंततः प्रतिस्पर्धी लागत पर 99% शुद्धता प्राप्त कर सकते हैं।

सफल समुद्री जल लिथियम निष्कर्षण वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं को बदल सकता है। स्थलीय खनन के विपरीत—जिसमें अक्सर शुष्क क्षेत्रों में व्यापक जल उपयोग की आवश्यकता होती है और विषाक्त उपोत्पाद उत्पन्न होते हैं—समुद्री निष्कर्षण को विलवणीकरण संयंत्रों के साथ सह-स्थित किया जा सकता है, मौजूदा बुनियादी ढांचे का उपयोग करते हुए। प्रारंभिक जीवन-चक्र आकलन बताते हैं कि समुद्री जल लिथियम में पारंपरिक स्रोतों की तुलना में 30-40% छोटा कार्बन पदचिह्न हो सकता है।

हालांकि महत्वपूर्ण तकनीकी और स्केलिंग चुनौतियां बनी हुई हैं, लेकिन संभावित पुरस्कारों ने सरकारों और निगमों दोनों से निवेश आकर्षित किया है। जैसे-जैसे बैटरी की मांग अपनी घातीय वृद्धि जारी रखती है, समुद्र जल्द ही हमारी स्वच्छ ऊर्जा भविष्य को शक्ति प्रदान करने में केंद्रीय भूमिका निभा सकते हैं।