సముద్రజలం విరివిగా ఉంది, కానీ సవాలు రసాయన శాస్త్రమే
అమెరికా ఇంధన శాఖకు చెందిన పసిఫిక్ నార్త్వెస్ట్ నేషనల్ లాబొరేటరీ పరిశోధకులు, సముద్రజలాన్ని కీలక పదార్థాల కోసం మరింత ప్రయోజనకరమైన వనరుగా మార్చే లక్ష్యంతో అనేక ప్రక్రియలను ముందుకు తీసుకెళ్తున్నారు. ఈ పనியின் కేంద్రబిందువు సులభమైనదైనా గణనీయమైన ఒక నిజం: సముద్రాల్లో మాగ్నీషియం, లిథియం, నికెల్, ప్లాటినమ్-గ్రూప్ లోహాలు, మరియు అరుదైన భూ లోహాలు వంటి ఉపయోగకరమైన మూలకాలు అపారంగా ఉన్నాయి, కానీ అవి అత్యంత పలుచగా విస్తరించి ఉండటం వల్ల ఆర్థికంగా తిరిగి పొందడం కష్టం.
ఈ కొత్త ప్రయత్నం విశేషమైనది, ఎందుకంటే ఇది ఒక్క ఎక్స్ట్రాక్షన్ పద్ధతిపై ఆధారపడదు. బదులుగా, ప్రయోగశాల సముద్రజలాన్ని కేవలం ఖనిజ వనరుగా మాత్రమే కాకుండా, ఇతర గనుల ప్రక్రియల కోసం రసాయన ఫీడ్స్టాక్గా కూడా చూసే మూడు అనుబంధ విధానాలను అభివృద్ధి చేస్తోంది. ఆ విస్తృత దృక్పథం ముఖ్యం. సంప్రదాయ గనుల పనికి తక్షణ ప్రత్యామ్నాయం అని చెప్పడంకన్నా, ఈ ప్రాజెక్టు భవిష్యత్ సరఫరా గొలుసులకు సముద్రజలం అనేక మార్గాల్లో మద్దతు ఇవ్వగలదని సూచిస్తోంది, ప్రత్యక్ష పునరుద్ధరణ నుంచి ప్రాసెసింగ్ సహాయం వరకు.
మూల పదార్థం ప్రకారం, ఈ పనిలో పాల్గొన్న శాస్త్రవేత్తలు, ప్రపంచ సముద్రజలంలో కేవలం 0.1% మాత్రమే మానవాళి శక్తి అవసరాలను 50,000 సంవత్సరాల పాటు తీర్చడానికి సరిపడా కీలక మూలకాలను కలిగి ఉంటుందని అంటున్నారు. ఆ సంఖ్యను ప్రస్తుత పునరుద్ధరణ సామర్థ్యానికి కాకుండా, పరిమాణానికి సంబంధించిన ప్రకటనగా అర్థం చేసుకోవాలి. వాస్తవ ప్రశ్న ఏమిటంటే, పరిశ్రమ స్థాయిలో ప్రాముఖ్యత కలిగేలా, ఈ ఎక్స్ట్రాక్షన్ను తగిన సామర్థ్యం, ఎంపికాత్మకత, మరియు ఖర్చు నియంత్రణతో చేయగలమా అనేది.
ఒకే లక్ష్యానికి మూడు మార్గాలు
మొదటి మార్గం సముద్రజలం నుంచి నేరుగా మాగ్నీషియం సమ్మేళనాలను వేరు చేయడంపై దృష్టి పెడుతుంది. సంప్రదాయ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే మరింత సంక్లిష్ట దశలను దాటవేస్తూ, సముద్రజలం నుంచి మాగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ను తీయగలమని PNNL చెబుతోంది. మాగ్నీషియం తేలికపాటి మిశ్రమాలు, పారిశ్రామిక రసాయన శాస్త్రం, మరియు ఇతర తయారీ వినియోగాల కోసం వ్యూహాత్మకంగా ముఖ్యమైనది, కాబట్టి ఉత్పత్తి గొలుసులో ఏదైనా సరళీకరణ ఖర్చు లేదా శక్తి అవసరాన్ని తగ్గిస్తే అది ప్రాముఖ్యంగా మారవచ్చు.
రెండవ మార్గం ఇప్పటికే ప్రపంచవ్యాప్తంగా పెరుగుతున్న ఒక ఉపఉత్పత్తి ప్రవాహాన్ని ఉపయోగిస్తుంది: డీసాలినేషన్ బ్రైన్. ఆ గాఢమైన అవశేషాన్ని వ్యర్థంగా చూడకుండా, ఈ ప్రక్రియ దాన్ని ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలుగా మారుస్తుంది. ఆ రసాయనాలను తర్వాత భూభాగపు ధాతువుల నుంచి లోహాలను తీయడంలో సహాయపడే లీచింగ్ ఏజెంట్లుగా ఉపయోగించవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, సముద్రజలం కేవలం స్వయంగా ఖనిజాల మూలం మాత్రమే కాదు, సంప్రదాయ గనుల పనితీరును మెరుగుపరచగల రియాజెంట్లను ఉత్పత్తి చేసే మార్గం కూడా.
మూడవ మార్గంలో సముద్రపు శైవలం ఉంటుంది, ఇది సముద్రజలం నుంచి కొన్ని ఖనిజాలను కూడగట్టగలదు, లేకపోతే అవి ప్రత్యక్షంగా అన్వేషించడానికి అత్యంత విస్తరించి ఉంటాయి. ఈ జీవజన్య మార్గం ముఖ్యంగా ఆసక్తికరమైనది, ఎందుకంటే ఎలక్ట్రోకెమికల్ లేదా పూర్తిగా రసాయన పద్ధతిలో వేరు చేయడం సమర్థవంతంగా లేకపోవచ్చు అన్న సందర్భాల్లో, తక్కువ సాంద్రతలో సేకరణ వ్యూహాన్ని ఇది సూచిస్తోంది.
మొత్తంగా, ఈ మూడు విధానాలు ఒక వ్యవస్థ-స్థాయి వ్యూహాన్ని ప్రతిబింబిస్తున్నాయి. ఒక ప్రక్రియ ప్రత్యక్ష పునరుద్ధరణను లక్ష్యంగా పెట్టుకుంటే, మరొకటి వ్యర్థ ప్రవాహాలను ఉపయోగకరమైన రసాయనాలుగా మార్చుతుంది, మూడవది జీవశాస్త్రాన్ని ఎంపికాత్మక సేకరణకారుడిగా ఉపయోగిస్తుంది. ఒకే పెద్ద బ్రేక్థ్రూ మీద పందెం వేయడంకన్నా, ఈ మిశ్రమం మరింత స్థిరంగా ఉండే అవకాశం ఉంది.
ఇది శక్తి మరియు సరఫరా గొలుసులకు ఎందుకు ముఖ్యమో
కీలక ఖనిజాలు శక్తి మార్పిడిలో కేంద్ర సమస్యగా మారాయి, ఎందుకంటే అవి బ్యాటరీలు, చుంబకాలు, ఎలక్ట్రానిక్స్, ఉత్ప్రేరకాలు, మరియు అధునాతన పారిశ్రామిక వ్యవస్థలలో భాగమై ఉంటాయి. మూల పాఠ్యం ఈ పరిశోధనను దీర్ఘకాలిక శక్తి అవసరాలతో కలుపుతోంది, ఎందుకంటే ఈ పదార్థాలు విద్యుదీకరణ మరియు స్వచ్ఛ శక్తి మౌలిక సదుపాయాల్లో పాత్ర పోషిస్తున్నాయి. భవిష్యత్ ఖనిజ డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉంటే, దేశాలు మరియు కంపెనీలు మరింత వైవిధ్యమైన సరఫరా మూలాలను భద్రపరచాల్సిన ఒత్తిడిలో ఉంటాయి.
భూమిపై ఉన్న అనేక నిల్వల మాదిరిగా భౌగోళికంగా అరుదైనది కాకపోవడం వల్లనే సముద్రజలం ఆకర్షణీయంగా ఉంది. సముద్రాలు విస్తారమైనవి, ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యాపించి ఉన్నాయి, మరియు పోర్టులు, తీర విద్యుత్ వ్యవస్థలు, డీసాలినేషన్ ప్లాంట్ల ద్వారా ఇప్పటికే పారిశ్రామిక మౌలిక సదుపాయాలతో అనుసంధానమై ఉన్నాయి. ఇది, ముఖ్యంగా బ్రైన్ ప్రవాహాలు ఇప్పటికే అందుబాటులో ఉన్న చోట, ఉన్న ఆస్తులతో కలిసి ఎక్స్ట్రాక్షన్ను ఉంచే అవకాశాన్ని కల్పిస్తుంది.
ఈ పరిశోధన మరింత వలయాకార పారిశ్రామిక నమూనాను కూడా సూచిస్తోంది. డీసాలినేషన్ గాఢమైన బ్రైన్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, వాటిని పర్యావరణపరంగా నిర్వహించడం కష్టం కావచ్చు. ఆ బ్రైన్లను ఉపయోగకరమైన ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలుగా మార్చగలిగితే, లేదా ఇతర విధంగా వనరుల పునరుద్ధరణలో కలపగలిగితే, వ్యర్థ నిర్వహణ సమస్యలో కొంత భాగం ఖనిజ ప్రాసెసింగ్కు ఇన్పుట్ ప్రవాహంగా మారుతుంది. ఇది పర్యావరణ ఆందోళనలను తొలగించదు, కానీ తరచుగా వేరుగా పరిగణించే నీరు మరియు గనుల వ్యవస్థల భౌతిక సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.
కొత్త ఆలోచన కాదు, కానీ మళ్లీ ప్రాధాన్యం పొందింది
సముద్రజలం నుంచి ఖనిజాలను తిరిగి పొందే ఆలోచన పూర్తిగా కొత్తది కాదు. 1990లలో దిగుమతుల వైపు మళ్లే ముందు, అమెరికా 50 సంవత్సరాల పాటు సముద్రజలం నుంచి మాగ్నీషియంను తవ్విందని మూల పాఠ్యం పేర్కొంటోంది. ఈ చారిత్రక వివరము ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే సముద్రజల ఎక్స్ట్రాక్షన్కు ముందస్తు ఉదాహరణ ఉందని అది చూపిస్తుంది; కష్టం మౌలిక సాధ్యత కాదు, పోటీ సామర్థ్యమే.
ఇప్పుడు మారుతున్నట్లుగా కనిపిస్తున్నది వ్యూహాత్మక సందర్భం. ప్రభుత్వాలు దిగుమతి ఆధారితతను అంగీకరించిన కాలంతో పోల్చితే, ఖనిజ భద్రత, బ్యాటరీ సరఫరా గొలుసులు, మరియు పారిశ్రామిక స్థితిస్థాపకతపై మరింత దృష్టి పెడుతున్నాయి. కొత్త ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరికరాలు, మెంబ్రేన్ వ్యవస్థలు, మరియు పదార్థ ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులు కూడా కొన్ని ఎక్స్ట్రాక్షన్ రూపాలను గత దశాబ్దాల కంటే మరింత ప్రయోజనకరంగా చేయవచ్చు.
అయినప్పటికీ, ప్రయోగశాల పునరుద్ధరణను పరిష్కరించబడిన సరఫరా సమస్యగా ఎవరూ భావించకూడదు. సముద్రజలం లేదా దానినుంచి ఉత్పత్తైన రసాయనాలను ఉపయోగించి PNNL పలు లక్ష్య పదార్థాలను తిరిగి పొందిందని మూల పాఠ్యం చూపుతోంది, కానీ అది పూర్తి వాణిజ్య సాధ్యతను నిర్ధారించదు. ఈ పద్ధతులను విస్తరించడానికి, ఉత్పత్తి సామర్థ్యం, శక్తి వినియోగం, దీర్ఘకాలికత, వేర్పాటు సామర్థ్యం, మరియు భూభాగపు గనులు, పునర్వినియోగంతో పోల్చిన ఖర్చులపై ఆధారాలు అవసరం.
పెద్ద పారిశ్రామిక పరీక్ష
ఈ పనిలో అత్యంత బలమైన వాదన ఏమిటంటే, ఇది ఒకే విప్లవాన్ని వాగ్దానం చేయకుండా, ఎంపికల జాబితాను విస్తరిస్తోంది. ప్రత్యక్ష మాగ్నీషియం పునరుద్ధరణ ఒక మార్కెట్కు సేవ చేయగలదు. బ్రైన్-మూల ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలు మరొక మార్కెట్కు మద్దతు ఇవ్వగలవు. సముద్రపు శైవలం ఆధారిత కూడిక కొన్ని నిర్దిష్ట సూక్ష్మ మూలకాలకు ఉపయోగపడవచ్చు. వాణిజ్య భవిష్యత్తు, సముద్రజలం తక్షణమే విశ్వవ్యాప్త ధాతు-దేహంగా మారుతుందా అనే దానికన్నా, ప్రతి ప్రక్రియ ఎక్కడ బాగా సరిపోతుందనే దానిపై ఆధారపడే అవకాశం ఉంది.
అయినా, వ్యూహాత్మక ఆకర్షణ స్పష్టమే. భవిష్యత్ కీలక ఖనిజ డిమాండ్లో స్వల్ప భాగాన్ని అయినా సముద్రజలం సరఫరా చేయగలిగితే, అది బలహీనమైన సరఫరా గొలుసులపై ఒత్తిడిని తగ్గించడంలో, మరియు భౌగోళిక-రాజకీయ అడ్డంకుల పట్ల ఎక్స్పోజర్ను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది. భారీ పరిమాణంలో ప్రత్యేక పదార్థాలపై ఆధారపడే శక్తి వ్యవస్థల కోసం, ఎంపికలే తమలో తాము విలువ కలిగినవే.
అందువల్ల PNNL పని దృష్టిని ఆకర్షించాల్సింది, అట్టహాసభరిత వాగ్దానంగా కాదు, వనరుల వైవిధ్యీకరణను లక్ష్యంగా పెట్టుకున్న ప్రాయోగిక పరిశోధనా కార్యక్రమంగా. సముద్రాల్లో ఇప్పటికే మూలకాలు ఉన్నాయి. నిజమైన పోటీ ఏమిటంటే, శాస్త్రీయ సంభావ్యత నుంచి పారిశ్రామిక ప్రాధాన్యతకు వెళ్లగలిగేలా, ఎంపికాత్మకంగా, విస్తరించగలిగేలా, ఆర్థికంగా నమ్మదగిన ఎక్స్ట్రాక్షన్ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడం.
ఈ వ్యాసం New Atlas నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on newatlas.com
