Okyanus Lityum Çıkarımı Pil Endüstrisini Artırabilir

Elektrikli araçların ve enerji depolama sistemlerinin yükselişiyle lityuma olan talep artarken, bilim insanları, kritik pil malzemesinin büyük rezervlerinin büyük ölçüde kullanılmadığı denizlere yöneliyor.

Yüksek performanslı piller için gerekli olan hafif metal olan lityum, karasal kaynakların azalması ve çıkarma yöntemlerinin çevresel kaygıları artırmasıyla birlikte artan arz kısıtlamalarıyla karşı karşıya. Tahmini olarak 180 milyar ton lityum içeren okyanus - kara tabanlı rezervlerden yaklaşık 5.000 kat daha fazla - bir çözüm sunabilir, ancak bunun çıkarılması zorlu teknik zorluklar sunmaktadır.

Deniz suyu, lityumun sadece milyonda yaklaşık 0,17 parçasını içerir - karasal tuz düzlüklerinden bin kat daha seyreltik. Dahası, lityum iyonlarına, seçici ekstraksiyonu son derece zorlaştıran benzer kimyasal özelliklere sahip çok daha bol miktarda sodyum, magnezyum ve potasyum iyonları eşlik eder. Tuz düzlüklerinde kullanılan güneş buharlaşması veya sert kaya cevherinden asit liçi gibi mevcut ticari yöntemler, deniz suyu konsantrasyonlarında ekonomik olarak uygulanabilir değildir.

Dünya çapındaki araştırmacılar, bu engellerin üstesinden gelmek için yenilikçi yaklaşımlar geliştiriyorlar:

Seçici Adsorbentler: Lityum-alüminyum-katmanlı çift hidroksitler ve lityum manganez oksit gibi gelişmiş malzemeler, lityum iyonlarını tercihli olarak yakalama vaadi taşıyor. Japon bilim insanları yakın zamanda bu malzemeleri kullanarak deniz suyundan %90 lityum geri kazanımı sağlayan bir sistem gösterdiler.

Elektrokimyasal Yöntemler: Araştırmacılar, hassas bir şekilde ayarlanmış elektrik alanları uygulayarak, rekabet eden iyonları hariç tutarken, lityum iyonlarını özel membranlardan geçirebilirler. 2023'te yapılan bir çalışma Nature Energy geleneksel yöntemlere kıyasla enerji tüketimini %60 oranında azaltabileceğini gösterdi.

Membran Ayırma: Lityum seçici kanallara sahip yeni nanofiltrasyon membranları geliştirilmektedir. Mevcut prototipler dayanıklılık sorunlarıyla karşılaşsa da, teorik modeller rekabetçi maliyetlerle %99 saflığa ulaşabileceklerini öne sürüyor.

Başarılı deniz suyu lityum ekstraksiyonu, küresel tedarik zincirlerini dönüştürebilir. Genellikle kurak bölgelerde kapsamlı su kullanımı gerektiren ve toksik yan ürünler üreten karasal madenciliğin aksine, deniz ekstraksiyonu, mevcut altyapıyı kullanarak tuzdan arındırma tesisleriyle birlikte konumlandırılabilir. Ön yaşam döngüsü değerlendirmeleri, deniz suyu lityumunun geleneksel kaynaklara göre %30-40 daha küçük bir karbon ayak izine sahip olabileceğini gösteriyor.

Önemli teknik ve ölçeklendirme zorlukları devam etse de, potansiyel ödüller hem hükümetlerin hem de şirketlerin yatırımını çekmiştir. Pil talebi üstel büyümesini sürdürürken, okyanuslar yakında temiz enerji geleceğimizi güçlendirmede merkezi bir rol oynayabilir.