พลังงานเกาหลีใต้ล้ำ ! ใช้เทคโนโลยีใหม่สกัดลิเทียมจากน้ำทะเล ให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 3 เท่า

สถาบันพลังงานฟิวชั่นแห่งเกาหลีใต้ (KFE) เผยความก้าวหน้าครั้งใหม่ สามารถสกัดลิเทียมจากน้ำทะเลได้เพิ่มขึ้นถึง 3 เท่าเมื่อเทียบกับวิธีการทั่วไป ความก้าวหน้าครั้งนี้เกิดจากการนำเทคโนโลยีพลาสมาไมโครเวฟคาร์บอนไดออกไซด์ (carbon dioxide microwave plasma technology) มาใช้ แน่นอนว่าความสำเร็จครั้งนี้ อาจเข้ามามีบทบาทในการจัดหาลิเทียม สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโต อย่างเช่น ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และการสร้างแบตเตอรี่เพื่อจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ 

ทั้งนี้ในการสกัดลิเทียมจากน้ำทะเลแบบเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมี 2 วิธี คือ วิธีแรก จะเป็นการผสมโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) กับน้ำเค็มที่มีปริมาณลิเทียมสูง เพื่อให้ได้ลิเทียมคาร์บอเนต (Li2CO3) จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการสกัดที่ซับซ้อนอื่น ๆ วิธีการนี้มีข้อจำกัดคือจะเกิดสิ่งเจือปน จึงต้องนำไปเข้าขั้นตอนแยกเพิ่ม ทำให้ปริมาณลิเทียมลดน้อยลงไปอีก อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แทนโซเดียมคาร์บอเนต แต่วิธีนี้สกัดลิเทียมออกมาได้น้อย 

แม้ทั้ง 2 วิธีข้างต้นดังกล่าวจะยังไม่สามารถสกัดลิเทียมออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่กระบวนการดังกล่าวยังถูกใช้ต่อไป ดังนั้นการค้นพบใหม่ของนักวิจัยจาก KFE จึงอาจเข้ามามีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีลิเทียมไอออน วิธีการใหม่นี้คือการใช้พลังงานไมโครเวฟเพื่อทำให้ไอออนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่จะนำมาสกัดลิเทียมนี้แตกตัวออกมาอยู่ในสถานะพลาสมา เมื่ออยู่ในสถานะพลาสมาแล้วนำไปสกัดลิเทียม มันจะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า เนื่องจากพลาสมาจะให้ความร้อนที่สูงกว่า และสร้างปฏิกิริยาโต้ตอบกับลิเทียมได้ดีกว่า รวมถึงโต้ตอบกับวัสดุที่มีลิเธียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเร่งกระบวนการสกัดและเพิ่มผลผลิตโดยรวม จนนำไปสู่การช่วยเร่งกระบวนการสกัดและสามารถเพิ่มผลผลิตได้

นักวิจัยได้ทดลองหลายครั้งเพื่อเปรียบเทียบการสกัดลิเทียมในสถานะพลาสมา กับการสกัดลิเทียมแบบเดิม พบว่าการสกัดด้วยเทคโนโลยีพลาสมานี้ทำให้อัตราการสกัดลิเทียมเพิ่มขึ้นมา 3 เท่า โดยนักวิจัยชี้แจงว่า การสกัดด้วยการฉีดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ได้อัตราการสกัดเพียง 10.3% ส่วนการใช้พลาสมาคาร์บอนไดออกไซด์ อัตราการสกัดอยู่ที่ 27.87% นี่ถือเป็นจุดเริ่มต้นสำคัญในการนำเทคโนโลยีพลาสมามาเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร

นักวิจัยหวังว่ากระบวนการสกัดลิเทียมในสถานะพลาสมาจะเป็นช่องทางใหม่ในการสกัดลิเทียมจากน้ำทะเลได้อย่างดี เพราะลิเทียมที่ได้จากน้ำทะเลเป็นองค์ประกอบสำคัญของการผลิตพลังงานฟิวชัน เนื่องจากเป็นแหล่งลิเทียมขนาดใหญ่ อีกทั้งยังไม่ต้องขุดเหมือง ซึ่งเป็นการก่อกวนสภาพแวดล้อม ทั้งนี้ทางทีมผู้วิจัยจะดำเนินการวิจัยในด้านการพัฒนาพลังงานฟิวชันต่อไป

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารดีซาลิเนชัน (Desalination) ฉบับวันที่ 1 ธันวาคม 2023

ที่มาข้อมูล EurekAlert, InterestingEngineering

ที่มารูปภาพ EurekAlert