– डॉ. किशोर पवार
आपल्या भूतलावर 70% भूप्रदेश सागर, महासागर यांनी व्यापलेला आहे. महासागर म्हणजे अनेक धातूंची व सजीव सृष्टीची खाण आहे. महासागरातून मानवाला अनेक गोष्टी प्राप्त झाल्या आहेत. अजूनही नवनवीन गोष्टी माणूस विज्ञान तंत्रज्ञानाच्या बळावर समुद्रातून मिळवत आहे. आजच्या आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या युगात लिथियम या धातूला विशेष महत्त्व प्राप्त झाले आहे. मोबाइल फोन, लॅपटॉप, इलेक्ट्रिक वाहने आणि सौर-वारा ऊर्जेच्या साठवणुकीसाठी वापरल्या जाणार्‍या लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये या धातूचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग होतो.
लिथियमची वाढती मागणी लक्षात घेता भारतातील भाभा अणुसंशोधन केंद्राच्या वैज्ञानिकांनी समुद्राच्या पाण्यात विरघळलेले लिथियम मिळविण्याची नवी रासायनिक पद्धत विकसित केली आहे. या पद्धतीने नैसर्गिक समुद्राच्या पाण्यातील लिथियमपैकी जवळपास 90 टक्के लिथियम पुनर्प्राप्त करण्यात संशोधकांना यश आले आहे. समुद्राच्या पाण्यात लिथियमचा प्रचंड साठा असला, तरी त्याचे प्रमाण अत्यंत कमी आहे. एका लिटर समुद्राच्या पाण्यात साधारण 0.17 मिलिग्रॅम लिथियम असते. याउलट मॅग्नेशियमचे प्रमाण लिथियमच्या तुलनेत सहा हजार पटींपेक्षा अधिक असू शकते. त्यामुळे इतर घटकांपासून लिथियम वेगळे करणे हे वैज्ञानिकांसमोर मोठे आव्हान आहे. या प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणात पाण्यावर प्रक्रिया करावी लागते. त्यामुळे खर्च, रसायनांचा वापर आणि ऊर्जेची गरज कमी करणे आवश्यक असते.
कशी कार्य करते ही पद्धत?:
हैदराबाद येथील इअठउ च्या नॅशनल सेंटर फॉर कॉम्पोझिशनल कॅरॅक्टरायझेशन ऑफ मटेरियल्समधील वत्सल त्रिवेदी, साई कृष्ण देवुलपल्ली, आर. शेखर आणि जी. वेंकटेश्वरलू या संशोधकांनी ही पद्धत विकसित केली आहे. त्यांच्या संशोधनाचे निष्कर्ष ‘ढरश्ररपींर’ या वैज्ञानिक नियतकालिकात प्रसिद्ध झाले आहेत. या प्रक्रियेच्या पहिल्या टप्प्यात सोडियम हायड्रॉक्साइड आणि सोडियम कार्बोनेट या रसायनांच्या साहाय्याने समुद्राच्या पाण्याचा कि वाढविला जातो. त्यामुळे मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियम यांसारखे अडथळा निर्माण करणारे घटक वेगळे करण्यास मदत होते.
या टप्प्यात अशा अवांछित घटकांपैकी 99 टक्क्यांहून अधिक घटक दूर करण्यात संशोधकांना यश मिळाले, तर बहुतांश लिथियम द्रावणात टिकून राहिले.
यानंतर लिथियम वेगळे करण्यासाठी ‘डायबेंझॉइल मिथेन’ या सेंद्रिय संयुगाचा वापर केला जातो. हे संयुग ‘मिथाइल आयसोब्युटाइल कीटोन’ या विद्रावकात विरघळविले जाते. विद्रावकाच्या मदतीने लिथियम जलयुक्त द्रावणातून सेंद्रिय द्रावणात आणले जाते. या पद्धतीत प्रत्येक एक लिटर प्रक्रिया केलेल्या पाण्यासाठी सुमारे 100 मिलिलिटर सेंद्रिय विद्रावक वापरला जातो. त्यामुळे विद्रावकाचा वापर तुलनेने कमी ठेवता येतो.
पुढील टप्प्यात विरळ नायट्रिक आम्लाच्या साहाय्याने विद्रावकातून लिथियम वेगळे केले जाते. त्यानंतर विद्रावकाचा पुन्हा वापर करण्याची शक्यता असते. संशोधकांनी पाच चक्रांपर्यंत केलेल्या चाचण्यांमध्ये लिथियम पुनर्प्राप्तीचा दर सुमारे 90 टक्के टिकून राहिला. मात्र, प्रत्येक चक्रात विद्रावकाच्या सुमारे 10 टक्के प्रमाणात भौतिक नुकसान होण्याची शक्यता नोंदविण्यात आली आहे.
भारतासाठी संशोधनाचे महत्त्व :
भारताची कच्च्या लिथियमसाठी तसेच बॅटरी-निर्मितीसाठी आवश्यक असलेल्या लिथियम-आयन घटकांसाठी आयातीवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबित्व आहे. त्यामुळे समुद्राच्या पाण्यातून लिथियम मिळविण्याची ही पद्धत भविष्यात देशाच्या ऊर्जा-सुरक्षेसाठी उपयुक्त ठरू शकते. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बॅटरी, अक्षय ऊर्जेची साठवणूक आणि ऊर्जा तंत्रज्ञानासाठी आवश्यक असलेल्या या महत्त्वपूर्ण धातूचा पर्यायी स्रोत उपलब्ध होण्याची शक्यता निर्माण झाली आहे.
तथापि, प्रयोगशाळेतील यश म्हणजे व्यावसायिक उत्पादनासाठी तंत्रज्ञान पूर्णपणे तयार झाले, असे नाही. मोठ्या प्रमाणावर प्रक्रिया करताना लागणारा खर्च, ऊर्जेची गरज, विद्रावकाची पुनर्प्राप्ती आणि समुद्री पर्यावरणावर होणारे संभाव्य परिणाम यांचा अभ्यास आवश्यक आहे.
समुद्राच्या पाण्यातील लिथियमचा प्रभावी वापर करण्याच्या दिशेने भारतीय वैज्ञानिकांनी महत्त्वाचे पाऊल टाकले आहे. पुढील औद्योगिक चाचण्या यशस्वी झाल्यास लिथियमच्या पर्यायी स्रोताच्या विकासाला चालना मिळू शकते.
Lithium from seawater