Всего 0,1% морской воды содержит достаточное количество важнейших минералов, таких как магний и литий.
В США ученые приступили к разработке инновационных технологий добычи полезных ископаемых из морской воды. К этому их подтолкнул тот факт, что всего 0,1% морской воды содержит достаточное количество важнейших минералов, чтобы обеспечить потребности человечества на ближайшие 50 000 лет, пишет Interesting Engineering.
Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории считают, что мировой океан содержит один из крупнейших неиспользованных запасов важнейших минералов. К ним относятся литий, магний, марганец, кобальт и редкоземельные элементы, которые необходимы для производства электроники и чистой энергии.
При поддержке Управления по гидроэнергетике и гидрокинетике Министерства энергетики США исследователи работают над методами извлечения этих материалов из морской воды.
"Всего 0,1 процента морской воды содержит достаточное количество важнейших минералов, таких как магний и литий, чтобы, при условии их полной добычи, удовлетворить потребности человечества на ближайшие 50 000 лет и более", - рассказала журналистам Джессика Кросс, химический океанограф из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
Доктор наук Чинмайи Суббан заявила, что главным препятствием для извлечения важнейших минералов из морской воды является их крайне низкая концентрация. Магния относительно много, но лития и никеля содержится гораздо меньше. Это означает, что инженерам приходится обрабатывать огромные объемы воды для их извлечения.
В издании отметили, что в плавательном бассейне олимпийского размера, содержащем около 2,3 миллиона литров морской воды, содержится примерно 2 980 килограммов магния, но всего 0,42 килограмма лития и около 0,002 0,00095 килограмма никеля.
"Самым большим преимуществом морской воды является то, что в среднем она имеет достаточно стандартный химический состав во всех частях мира. Это означает, что мы можем разработать технологию для одного места и быстро масштабировать её для внедрения во многих разных местах", - объяснила Суббан.
Ученые для решения этой задачи разработали реактор с параллельным потоком, в котором морская вода непрерывно вступает в контакт с гидроксидом натрия. В месте соприкосновения двух жидкостей образуется гидроксид магния высокой чистоты, который можно собирать.
По словам исследователей, модульную систему можно установить рядом с существующими опреснительными установками. Анализ инфраструктуры показал, что при полном использовании потенциала данная технология в сочетании с опреснительной установкой в Карлсбаде (Калифорния) могла бы производить 524 000 килограммов гидроксида магния в день. Это более чем в три раза превышает текущее суточное потребление в США.
Также ученые изучают способы использования всех побочных продуктов, образующихся в процессе извлечения минералов. После извлечения магния концентрированный рассол может проходить через биполярный мембранный электродиализ. В ходе этого процесса получаются как кислотные, так и щелочные химические вещества, необходимые для дальнейшей переработки.
Исследователи подчеркнули, что вместо того чтобы выбрасывать кислоту, ее можно использовать для извлечения никеля из оливина с большей эффективностью, чем коммерчески доступную соляную кислоту. В лабораторных испытаниях кислота, полученная с помощью этого метода, продемонстрировала на 37% более высокую эффективность при выщелачивании никеля по сравнению с традиционными кислотами. Остальные побочные продукты также могут способствовать развитию морского аквакультурного хозяйства.
"Некоторые важнейшие вещества содержатся в морских водорослях в концентрациях, в миллион раз превышающих их содержание в окружающей морской воде", - заявил Скотт Эдмундсон, магистр наук, ботаник-исследователь из Лаборатории морских исследований в Секвиме в своем пресс-релизе.
Ранее в Китае обнаружили перспективное месторождение кварца высокой чистоты. Оно может существенно уменьшить зависимость страны от импорта критически важного сырья для полупроводниковой и солнечной промышленности.
Кварц с высоким уровнем чистоты является ключевым материалом для производства полупроводников, оптических компонентов, солнечных панелей и другой высокотехнологичной продукции. Несмотря на то, что Китай является одним из крупнейших производителей электроники в мире, значительную часть высококачественного кварца он до сих пор импортирует, в частности из США, что создает уязвимость в цепочках поставок.