Вчені з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії Міністерства енергетики США (PNNL) розробляють технології для видобутку магнію, літію, нікелю та інших критично важливих елементів безпосередньо з морської води. За їхніми підрахунками, запаси цих ресурсів у невеликій частці світового океану можуть забезпечити людство енергією на 50 тисяч років.

PNNL працює над трьома основними підходами. Перший — це безпосередній видобуток гідроксиду магнію, який зазвичай отримують складним багатоступеневим процесом. Нова технологія пропускає морську воду і лужний розчин паралельними потоками через реактор, де утворюється чистий осад гідроксиду магнію без домішок кальцію. Це скорочує щонайменше чотири етапи порівняно з традиційним методом.

Другий підхід передбачає використання концентрованого розсолу, що залишається після опріснення морської води. За допомогою електродіалізу з біполярними мембранами розсіл розділяють на кислий і лужний потоки. Кислий розчин застосовують для вилуговування металів із наземних руд, зокрема нікелю з мінералу олівіну. За даними PNNL, цей метод дозволяє вилучати на 37% більше нікелю, ніж звичайна соляна кислота тієї самої концентрації.

Третій напрямок — вилучення металів із морських водоростей, які здатні накопичувати мінерали у концентраціях, що в мільйони разів перевищують їхній вміст у морській воді. Зібрані водорості подрібнюють і обробляють кислим розчином для вилуговування мінералів. Поки що стабільно вилучати половину вмісту складно, але дослідники також шукають способи використання залишкової біомаси для виробництва палива, добрив та хімічних речовин.

Інженерка PNNL Брук Мартен змоделювала розміщення модульних реакторів на узбережжі біля опріснювальних станцій, які вже перекачують великі обсяги морської води. Наприклад, станція Carlsbad у Каліфорнії щодня обробляє 108 мільйонів галонів води, що потенційно дозволило б отримувати понад півмільйона кілограмів гідроксиду магнію на добу — утричі більше за нинішнє споживання у США.

Як повідомляє New Atlas, основною перешкодою для широкого впровадження є низька концентрація більшості елементів у морській воді, що ускладнює економічну доцільність видобутку. Проте магній у цьому плані є винятком — у 600 тисячах галонів води міститься близько 2980 кг цього металу. За словами керівниці проєкту Чінмайї Суббан, мета полягає у створенні універсальної технології, яка дозволить ефективно та відповідально використовувати морську воду для видобутку кількох критично важливих матеріалів одночасно.

Ідея видобутку ресурсів із морської води не нова: США протягом 50 років отримували магній таким способом, а у 2015 році PNNL змогли вилучити з морської води 5 грамів урану. Тепер же нові технології можуть значно розширити спектр доступних матеріалів і потенційно змінити підходи до гірничодобувної промисловості.