Το θαλασσινό νερό μπορεί να αποτελέσει μια νέα πηγή για την παραγωγή αλάτων μαγνησίου, χάρη σε μια ηλεκτροχημική μέθοδο που ανέπτυξαν ερευνητές του MIT. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί ειδικά ηλεκτρόδια από βισμούθιο για να απομονώνει επιλεκτικά ιόντα μαγνησίου από το θαλασσινό νερό, περιορίζοντας παράλληλα την ποσότητα νατρίου που περνά μαζί τους στη διαδικασία. Τα πρώτα πειράματα έδειξαν οκταπλάσια αύξηση της συγκέντρωσης μαγνησίου και αναλογία μαγνησίου προς νάτριο 20 προς 1. Η νέα τεχνολογία έχει ενδιαφέρον επειδή το μαγνήσιο αποτελεί ένα από τα σημαντικά μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές, ενώ τα άλατά του έχουν επίσης αυξανόμενη παρουσία στην αγορά συμπληρωμάτων. Σήμερα, μεγάλο μέρος του μαγνησίου λαμβάνεται από πετρώματα, μια διαδικασία που απαιτεί σύνθλιψη και θέρμανση σε υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις. Η ερευνητική ομάδα εξετάζει επομένως εάν το θαλασσινό νερό, στο οποίο το μαγνήσιο υπάρχει σε σημαντικές ποσότητες, μπορεί να αποτελέσει μια πιο απλή και οικονομική εναλλακτική πηγή.
Πώς λειτουργεί η νέα μέθοδος
Το μαγνήσιο βρίσκεται στο θαλασσινό νερό σε μορφή ιόντων και αποτελεί το δεύτερο πιο άφθονο θετικά φορτισμένο ιόν μετά το νάτριο. Το πρόβλημα για την εξαγωγή του είναι ακριβώς αυτή η συνύπαρξη. Το θαλασσινό νερό περιέχει πολύ μεγαλύτερη ποσότητα νατρίου, επομένως μια μέθοδος που δεν μπορεί να ξεχωρίσει αποτελεσματικά τα δύο στοιχεία θα οδηγούσε σε ένα μείγμα με χαμηλή καθαρότητα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν λεπτά φύλλα ηλεκτροδίων βισμουθίου και κατασκεύασαν μια πολυστρωματική ηλεκτροχημική κυψέλη. Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν έτσι ώστε να δημιουργούνται δύο κανάλια, τα οποία χωρίζονται μεταξύ τους από μια μεμβράνη. Στο ένα κανάλι διοχετευόταν πραγματικό θαλασσινό νερό, ενώ στο άλλο ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη. Με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου, το σύστημα μπορούσε να επηρεάζει τη χημική μορφή των ιόντων και να συγκεντρώνει το μαγνήσιο. Η διαδικασία βασίζεται και στην αντιστροφή της πολικότητας του ηλεκτρικού πεδίου. Με την αλλαγή της πολικότητας και την εναλλαγή των διαλυμάτων στα δύο κανάλια, το μαγνήσιο που είχε συγκεντρωθεί ως υδροξείδιο του μαγνησίου μπορούσε να μετατραπεί σε χλωριούχο μαγνήσιο. Πρόκειται για μορφή αλατιού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικές εφαρμογές, αντί να παραμένει μόνο ως ενδιάμεσο προϊόν της διαδικασίας.
Η επιλογή του βισμουθίου έχει ιδιαίτερη σημασία. Προηγούμενη εργασία της ίδιας ερευνητικής ομάδας είχε δείξει ότι τα συγκεκριμένα ηλεκτρόδια μπορούν να μεταβάλλουν την οξύτητα του θαλασσινού νερού. Στη νέα μελέτη εξετάστηκε εάν η ίδια ηλεκτροχημική προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την επιλεκτική απομάκρυνση μαγνησίου χωρίς να απαιτούνται χημικά πρόσθετα ή ακριβές μεμβράνες.
Το αποτέλεσμα ήταν ότι, μετά από επαναλαμβανόμενους κύκλους της διαδικασίας, η συγκέντρωση του μαγνησίου στο δείγμα αυξήθηκε κατά οκτώ φορές, ενώ η αναλογία μαγνησίου προς νάτριο έφτασε το 20 προς 1. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η επιλεκτικότητα αυτή είναι υψηλότερη από εκείνη που έχει επιτευχθεί σε άλλες ηλεκτροχημικές μεθόδους που βασίζονται σε μεμβράνες.
Το κόστος και οι εφαρμογές του μαγνησίου
Ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία της μελέτης αφορά την οικονομική αξιολόγηση της τεχνολογίας. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η παραγωγή χλωριούχου μαγνησίου με τη συγκεκριμένη ηλεκτροχημική διαδικασία θα μπορούσε να κοστίζει περίπου 107 δολάρια ανά τόνο. Το ποσό είναι χαμηλότερο από τις σημερινές τιμές αγοράς του χλωριούχου μαγνησίου. Ωστόσο, η εκτίμηση δεν περιλαμβάνει όλα τα στάδια που απαιτούνται μετά την εξαγωγή, όπως η ξήρανση του παραγόμενου άλατος. Η συγκεκριμένη διευκρίνιση είναι σημαντική, καθώς το ποσό των 107 δολαρίων δεν αποτελεί τελικό κόστος ενός εμπορικά διαθέσιμου προϊόντος. Πρόκειται για εκτίμηση του κόστους παραγωγής μέσω της ηλεκτροχημικής διαδικασίας και δεν συνυπολογίζει τις πρόσθετες εργασίες που θα απαιτούνταν για την ολοκλήρωση της παραγωγής σε βιομηχανική κλίμακα. Η τεχνολογία βρίσκεται επομένως σε στάδιο ανάπτυξης και τα εργαστηριακά αποτελέσματα δεν σημαίνουν ότι η συγκεκριμένη τιμή μπορεί ήδη να επιτευχθεί σε μεγάλη παραγωγή.
Το μαγνήσιο έχει χρήση σε βιομηχανικές εφαρμογές, κατασκευές και προϊόντα υγείας, ενώ τα άλατά του χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές μορφές ανάλογα με την τελική εφαρμογή. Η αυξανόμενη ζήτηση δημιουργεί ενδιαφέρον για νέες πηγές και μεθόδους παραγωγής, ιδιαίτερα όταν μπορούν να μειώσουν τις ενεργειακές απαιτήσεις ή να περιορίσουν την ανάγκη για πρώτες ύλες που εξορύσσονται από τη γη.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 12 Αυγούστου 2026 στο επιστημονικό περιοδικό ACS Energy Letters, με τίτλο Direct Magnesium Recovery from Ocean Waters Using Bismuth Electrochemistry και DOI 10.1021/acsenergylett.6c01659
