Zlomok by ľudstvu vystačil na 50-tisíc rokov. Vedci testujú „nekonečný“ zdroj vzácnych surovín

Všetci sa dnes ženú za lítiom. Firmy otvárajú nové bane v Južnej Amerike, Indonézii či Afrike, vlády bojujú o prístup ku kritickým surovinám a veľmoci sa snažia znížiť závislosť od Číny. Kým sa však pozornosť sústreďuje na pevninu, vedci upozorňujú na miesto, ktoré ukrýva násobne väčšie zásoby. Nachádza sa doslova všade okolo nás.

Výskumníci z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), ktoré patrí pod americké ministerstvo energetiky, tvrdia, že už zlomok svetovej morskej vody obsahuje dostatok kritických prvkov na pokrytie energetických potrieb ľudstva na 50-tisíc rokov. Znie to ako sci-fi, no samotná myšlienka nie je nová. Nové sú technológie, ktoré by mohli spraviť z oceánov ekonomicky využiteľný zdroj surovín.

Najväčším paradoxom celého príbehu je fakt, že problém nikdy nespočíval v nedostatku minerálov. V morskej vode sa nachádza lítium, nikel, horčík, urán, vzácne zeminy aj ďalšie strategické prvky. Problémom je ich koncentrácia. Tá je pri mnohých prvkoch taká nízka, že ich získavanie jednoducho nedáva ekonomický zmysel.

Dobre to ilustrujú čísla. Olympijský bazén naplnený morskou vodou obsahuje približne 420 gramov lítia a menej než gram niklu. Náklady na spracovanie takého objemu vody by dnes mnohonásobne prevýšili hodnotu získaných kovov. Pri horčíku je však situácia úplne iná. Rovnaké množstvo vody obsahuje takmer tri tony tohto prvku.

Práve horčík sa preto stal jedným z hlavných cieľov vedcov z PNNL. Zaujímavé pritom je, že Spojené štáty ho z morskej vody získavali celé desaťročia. Až v 90. rokoch výrobu postupne nahradil lacnejší dovoz zo zahraničia. Svet bol vtedy nastavený na globalizáciu a cenu. Dnes čoraz viac rozhoduje aj bezpečnosť dodávateľských reťazcov.

To je jeden z dôvodov, prečo sa vlády začínajú zaujímať aj o zdroje, ktoré boli ešte pred pár rokmi považované za príliš drahé alebo komplikované. Kritické suroviny sa totiž stali strategickou komoditou podobne, ako bola ropa v minulom storočí.

Hľadáme nové spôsoby získavania surovín

Prvý z projektov PNNL sa sústreďuje práve na horčík. Tradičná výroba využíva komplikovaný viacstupňový proces, ktorý si vyžaduje množstvo chemických úprav. Americkí výskumníci prišli s jednoduchším riešením. V špeciálnom reaktore nechávajú morskú vodu prúdiť popri zásaditom roztoku. Na rozhraní oboch prúdov vzniká hydroxid horečnatý vo vysokej čistote bez viacerých dodatočných krokov, ktoré sú pri bežnej výrobe nevyhnutné.

Výsledkom je materiál, ktorý má na trhu vlastnú hodnotu a vo veľkom sa využíva v priemysle. PNNL tvrdí, že ich patentovaný proces odstránil najmenej štyri výrobné kroky. Ešte zaujímavejšie však vyzerá ich predstava o tom, kde by sa takáto technológia mohla využívať. Vedci navrhujú prepojiť ju s odsoľovacími zariadeniami.

Odsoľovacie stanice už dnes spracúvajú obrovské objemy morskej vody. V krajinách ako Saudská Arábia, Spojené arabské emiráty, Izrael či v častiach Kalifornie sú nevyhnutnou súčasťou infraštruktúry. Ak voda cez zariadenie preteká tak či tak, dáva zmysel pokúsiť sa z nej po ceste získať aj cenné suroviny.

Vedci si tento model otestovali na príklade kalifornskej stanice Carlsbad. Tá denne spracuje viac než 400 miliónov litrov morskej vody. Pri ideálnej účinnosti by z nej bolo možné získať viac než pol milióna kilogramov hydroxidu horečnatého denne. To je množstvo, ktoré niekoľkonásobne prevyšuje súčasnú spotrebu Spojených štátov.

Odpad ako zdroj

Tým sa však proces nekončí. Po odsoľovaní zostáva vysoko koncentrovaná soľanka. Pre väčšinu prevádzkovateľov predstavuje skôr problém než prínos. Vedci z PNNL sa však rozhodli pozrieť na ňu inak.

Pomocou technológie BPMED dokážu zo soľanky vyrábať kyslé a zásadité roztoky. Kyslá zložka následne našla využitie pri klasickej ťažbe kovov. Výskumníci ju otestovali na mineráli olivín, ktorý obsahuje malé množstvo niklu. Výsledok bol prekvapivý. Kyselina vyrobená zo soľanky dokázala pri izbovej teplote uvoľniť o 37 % viac niklu než komerčná kyselina chlorovodíková rovnakej koncentrácie.

A potom je tu ešte tretia cesta, ktorá pôsobí najviac futuristicky: morské riasy. Vedci zistili, že niektoré druhy dokážu vo svojich tkanivách hromadiť kritické prvky v koncentráciách, ktoré mnohonásobne prevyšujú ich obsah v okolitej vode. V niektorých prípadoch ide dokonca o miliónnásobné zvýšenie koncentrácie.

Riasy tak fungujú ako prírodné zberače minerálov. Po zbere ich vedci rozomelú, pridajú kyslý roztok a pomocou tepla uvoľnia prvky nahromadené v biomase. Technológia je zatiaľ len v počiatočných fázach vývoja, no ukazuje, že budúca „ťažba“ nemusí prebiehať len v baniach alebo priemyselných zariadeniach.

Zostáva množstvo otvorených otázok

Najväčšou z nich je ekonomika. Laboratórny úspech ešte automaticky neznamená komerčný úspech. Spracovanie obrovských objemov morskej vody si vyžaduje energiu, infraštruktúru aj drahé technológie odolné voči agresívnemu slanému prostrediu. To, čo funguje v skúmavke alebo pilotnej prevádzke, nemusí fungovať pri miliónoch ton vody denne.

Rovnako dôležité sú ekologické otázky. Vedci zatiaľ nemajú definitívne odpovede na to, aký vplyv by masové získavanie minerálov z oceánov malo na morské ekosystémy. Diskusia sa vedie o nakladaní so soľankou, chemických vedľajších produktoch aj o možných dopadoch na organizmy žijúce v pobrežných oblastiach.

Jedna vec je však už dnes jasná. Oceány nepredstavujú len zdroj potravy, vody alebo dopravných trás. Postupne sa dostávajú aj do centra boja o kritické suroviny. A hoci od komerčnej „ťažby oceánu“ nás delia ešte roky vývoja, predstava, že budúce generácie budú získavať strategické kovy skôr z pobrežných rafinérií než z nových baní, už dnes nepôsobí tak nepravdepodobne ako kedysi.

Čítajte viac z kategórie: Novinky