En ny studie tyder på att användning av väteplasma för att utvinna metaller från djuphavsknölar kan minska koldioxidutsläpp jämfört med traditionella metoder. Detta tillvägagångssätt syftar till att göra djuphavsgruvdrift mer hållbar mitt i den växande efterfrågan på batterimetaller. Kritiker betonar dock riskerna för marin biologisk mångfald.
Polymetalliska knölar, ungefär i storleken av tennisbollar, täcker delar av havsbotten och innehåller mangan, nickel, koppar och kobolt – nyckelmateriel för batterier och ledningar i solpaneler och elbilar. När efterfrågan ökar har förslag om djuphavsgruvdrift väckt kontrovers kring potentiell skada på planetens sista orörda ekosystem.
Ubaid Manzoor vid Max Planck Institute for Sustainable Materials i Tyskland ledde forskning publicerad i Science Advances och argumenterar för att oundviklig gruvdrift bör använda renare utvinning. "Jag tror att det finns en god chans att folk... en dag kommer att bryta knölarna", sade Manzoor. "Så bättre att ha en bra process [för metallutvinning] efter brytning än ännu en smutsig process."
Den föreslagna metoden maler knölarna till pellets och bearbetar dem i en ljusbågsugn med väte och argon gas, vilket skapar plasma hetare än 1700 °C. Vätejoner avlägsnar syre från metalloxider och ger rena legeringar samt biprodukter som vatten, manganoxid och mangansilikater som kan användas för batterier och stål. Användning av grönt väte från förnybarvattenklyvning och förnybar el för ugnen skulle kunna eliminera CO2-utsläpp.
Till skillnad från det använder The Metals Company, ett kanadensiskt företag som söker gruvtillstånd, koks och metan och släpper ut 4,9 kilogram CO2 per kilogram metall via ugnar och ljusbågsugnar.
Landbaserad gruvdrift erbjuder metaller i koncentrationer 10 gånger lägre än havsbottenknölar och kräver ofta omfattande jordflyttning och svavelsyra, vilket kan ödelägga regnskogar och floder. Ändå hävdar Mario Schmidt vid Pforzheim University i Tyskland att reglerad landgruvdrift med gröna processer kan matcha djuphavshållbarhet vad gäller koldioxid. "Vi ser ingen grundläggande fördel för djuphavsgruvdrift när det gäller koldioxidavtryck", sade Schmidt. "Djuphavsgruvdriftens hållbarhet misslyckas på grund av hotet mot biologisk mångfald hos djuphavsflora och -fauna."
David Dye vid Imperial College London ser potentiella ekonomiska fördelar. "Genom att adressera hur du skulle utföra utvinningsmetallurgin nedströms från att faktiskt plocka upp den från havsbotten kan du öppna upp affärsfallet och miljöfallet för att göra det attraktivt", noterade han.
Manzoor klargör att arbetet inte stöder gruvdrift och uppmanar till grundliga miljöstudier.