تعدين الليثيوم من مياه البحر!

فريق من العلماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا في المملكة العربية السعودية ، إن لديهم بالفعل حلًا قيد التنفيذ: قبل نفاد الليثيوم الأرضي

يعد الليثيوم مكونًا أساسيًا لمعظم البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، حيث يعمل على تشغيل كل شيء من أجهزة iPhone إلى Teslas. ومع ذلك ، فإن زيادة تعدين الليثيوم بسبب زيادة الطلب سوف يستنفد الإمدادات البرية المعروفة بحلول عام 2080.

يقول فريق من العلماء في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا في المملكة العربية السعودية ، إن لديهم بالفعل حلًا قيد التنفيذ: قبل نفاد الليثيوم الأرضي ، قم بتحويل تعدين الليثيوم من المحيط. يزعم الفريق أنهم ابتكروا طريقة ميسورة التكلفة لاستخراج الليثيوم من مياه البحر ، مما يحتمل أن يفتح إمدادًا غير محدود عمليًا من الليثيوم.

التحدي: يعد تعدين الليثيوم من الأرض ضارًا للغاية بالبيئة ، ويهدر كميات هائلة من المياه – تصل إلى 500000 جالون من الماء لكل طن من الليثيوم المستخرج.

تحتوي مياه البحر على 5000 ضعف كمية الليثيوم الموجودة على الأرض ، ولكن بتركيزات منخفضة جدًا فقط ، مما جعل المحاولات السابقة لاستخراج الليثيوم من المحيط غير فعالة.

ما فعلوه: اتخذ الفريق ، بقيادة Zhiping Lai ، نهجًا فريدًا لتعدين الليثيوم ، موضحًا في ورقة بحثية في مجلة Energy & Environmental Science. قاموا بإنشاء خلية كهروكيميائية تحتوي على غشاء خزفي مصنوع من أكسيد التيتانيوم اللانثانم الليثيوم (LLTO). لتصفية الليثيوم.

يحتوي الهيكل البلوري للخلية على مسام صغيرة. نتيجة لذلك ، يمكن أن تنتقل أيونات الليثيوم عبر الفجوات الموجودة في الغشاء ، بينما يتم حظر أيونات المعادن الأكبر حجمًا.

داخل الزنزانة ثلاث غرف. أولاً ، يتدفق ماء البحر إلى غرفة تغذية مركزية ، حيث يتم فصل الأيونات الموجبة والسالبة. بعد ذلك ، تتحرك الأيونات الموجبة عبر غشاء LLTO إلى غرفة جانبية ، بينما تخرج الأيونات السالبة إلى حجرة ثالثة منفصلة ، ثم يتم تغذية المياه المركزة بالليثيوم من خلال النظام مرة أخرى.
وأوضح الفريق في بيان أنه مع كل دورة معالجة ، يرتفع تركيز الليثيوم .
كانت اللمسة الأخيرة عبارة عن تعديل طفيف لدرجة الحموضة للمحلول ، مما يضمن أن محلول الليثيوم النهائي بالكاد يحتوي على أي آثار للمعادن الأخرى. هذا جعل المنتج النهائي نقيًا بما يكفي لتلبية مواصفات صانعي البطاريات ، وفقًا لتقارير Mining Dot Com.

هل هي اقتصادية؟ لا يمكن للنظام استبدال تعدين الليثيوم حتى الآن. شهدت العملية اختبارات مبكرة فقط ويجب أن تثبت قدرتها على التوسع ، لكن الفريق يقول إنها يمكن أن تصبح في نهاية المطاف فعالة من حيث التكلفة.

أجروا دراسة اقتصادية وخلصوا إلى أنه إذا كانت تكلفة الطاقة 65 دولارًا لكل ميغاواط ساعة (قريبة من متوسط ​​الأعمال في المملكة العربية السعودية) ، فإن العملية ستتطلب 5 دولارات فقط من الكهرباء لاستخراج كيلوغرام واحد من الليثيوم من المياه المالحة.

قد لا تكون العملية جاهزة في وقت الذروة حتى الآن ، ولكن إذا ارتفع سعر الليثيوم ، فتوقع أن يتطلع صانعو البطاريات إلى البحر.

المصدر :
https://www.freethink.com/hard-tech/lithium-mining

وجد العلماء بعد بحث ٢٠ عاماً نواة أخرى داخل نواة الأرض

بعد بحث دام 20 عامًا ، وجد العلماء أخيرًا نواة أساسية حقيقية للأرض.

(Rost-9D/Getty Images)

يشير تحليل جديد لأجزاء الأرض الداخلية إلى وجود نواة داخلية داخل اللب الداخلي – كرة كثيفة من الحديد في مركز كوكبنا.

قد يكشف هذا عن بعض التفاصيل غير المعروفة سابقًا حول تاريخ تكوين الأرض وتطورها ، مما يشير إلى حدث عالمي مهم في وقت مبكر من تاريخ كوكبنا.

يتكون الهيكل الداخلي للأرض من سلسلة من الطبقات متحدة المركز ، من القشرة إلى اللب في المركز ، مع نصف قطر يبلغ حوالي 1،227 كيلومترًا (762 ميلًا) يوجد اللب الداخلي – الجزء الأكثر كثافة من كوكبنا ، وهو كرة صلبة تتكون في الغالب من الحديد والنيكل ، وتشكل أقل من 1 في المائة من حجم الأرض.

هذا اللب الداخلي يشبه كبسولة زمنية من تاريخ الأرض.
مع نمو اللب الداخلي ، تطلق عملية التصلب الحرارة والضوء الذي يدفع الحمل الحراري في اللب السائل الخارجي – المحرك الذي يقوم بتشغيل الدينامو الذي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة مغناطيسية ويحافظ على المجال المغناطيسي العالمي للأرض. يُعتقد أن هذا المجال المغناطيسي يُبقي الإشعاع الضار بعيدًا عن الغلاف الجوي ويسمح للحياة بالازدهار.

لكن دراسة النواة الداخلية ليست سهلة، لذلك لا يمكننا أن ننزلق هناك ونتعمق فيه ؛ بدلاً من ذلك ، علينا الاعتماد على الموجات الزلزالية التي ترتد داخل الكوكب ، وتتغير عندما تواجه أحجامًا متفاوتة الكثافة.

منذ أكثر من 20 عامًا ، حدد العلماء وجود نواة داخلية أخرى داخل اللب الداخلي. أطلقوا عليه اسم اللب الداخلي الأعمق ، وأيدت دراسات أخرى وجوده ؛ لكن اكتشاف المزيد حولها ظل أمرًا صعبًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه محجوب بالعديد من الطبقات الأخرى ، وجزئيًا لأن وضع المحطات الزلزالية في الأماكن الصحيحة قد يكون من الصعب القيام به.

ومع ذلك ، فإن عدد محطات المراقبة الزلزالية العالمية في جميع أنحاء العالم مستمر في النمو ، حيث يسجل باستمرار الاهتزاز غير المحسوس للكوكب تحت أقدامنا. والآن اكتشف عالما الزلازل ثانه سون فوم وهرفوجي تكاليتش من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) في أستراليا طريقة لاستخراج البيانات الموجودة في اللب الداخلي الأعمق من تلك التسجيلات.

عندما يضرب زلزال عملاق الأرض ، يولد الحدث موجات تموج عبر الكوكب ، وتنتقل عبر الهياكل الموجودة بداخلها وترتد عنها. هذه هي الطريقة التي حصل بها العلماء على مثل هذه الخريطة التفصيلية لما بداخل الأرض.


ولكن عندما تصطدم الموجات الزلزالية بحدود ، فإن الموجة التي ترتد – ارتدادًا ، مثل “صدى” الزلزال – تكون أضعف بكثير. في السابق ، لم يتم الإبلاغ عن العلماء أكثر من ممرتين لحدث زلزالي عبر الكوكب.

من خلال تكديس البيانات – إضافة مجموعة من الإشارات الزلزالية معًا في أثر واحد – تمكن Phạm و Tkalči من تضخيم الإشارة من عدة أحداث زلزالية كبرى ، وبالتالي كسر هذا الرقم القياسي. لأول مرة ، حددوا ارتدادات زلزالية ثلاثية وأربعة وخمسة أضعاف ، والتي سمحت بدورها بإجراء تحقيق أكثر تفصيلاً للنواة الداخلية مما تم تحقيقه سابقًا.

استنتجت أوقات السفر المختلفة لأزواج الأمواج وجود اللب الداخلي الأعمق الذي لا يزيد عرضه عن 650 كيلومترًا (404 أميال) ، مصنوع من الحديد الكثيف . يمكن أن يكون هذا الهيكل نتيجة لتغيير جوهري في نمو اللب الداخلي في مرحلة ما من ماضي الأرض.

البحث ، كما يقول Phạm و Tkalči ، يعني أن لدينا الآن دليلًا كافيًا على وجود النواة الداخلية الأعمق ، وأن الجهود المستقبلية يجب أن تركز على وصفه ، اللب الداخلي و الخارجي ، والحدود بين الاثنين، وهو يوضح أن الإجابات التي نسعى إليها قد تكون بالفعل في انتظار البيانات حتى يكتشفها شخص ما.

وكتبوا : “النتائج التي تم الإبلاغ عنها هنا هي نتيجة للحجم المتزايد بشكل غير مسبوق لبيانات شكل الموجة الرقمية ، ومن المأمول أن تلهم مزيدًا من التدقيق في السجلات الزلزالية الحالية للكشف عن الإشارات المخفية التي تلقي الضوء على باطن الأرض” .

المصدر :

https://www.sciencealert.com/after-a-20-year-search-scientists-have-finally-found-earths-true-innermost-core