ژاپن در یک ماموریت جاه‌طلبانه با سرمایهگذاری 107 میلیارد دلاری، موفق به کشف فلزی نوین در اعماق اقیانوس آرام شده است که پتانسیل ایجاد تحول اساسی در صنعت انرژی پاک را دارد. این کشف که در نزدیکی جزیره مینامی-توری-شیما صورت گرفته، شامل تودههای عظیم سنگ معدنی غنی از منگنز، کبالت و نیکل است. این مواد اولیه، نقش کلیدی در تولید فناوری‌های پیشرفته و به‌ویژه در حوزه انرژی‌های سبز ایفا می‌کنند.
یافته‌های اولیه نشان می‌دهد که این فلزات، به خصوص منگنز، پس از اصلاح ساختار میکروسکوپی، قابلیت چشمگیری در بهبود عملکرد الکترولیزرهای غشایی پروتون (PEM) برای تولید هیدروژن پاک دارند. این موضوع میتواند هزینه‌های تولید هیدروژن سبز را به شدت کاهش داده و وابستگی به فلزات گران‌بها و کمیاب مانند پلاتین و ایریدیوم را به حداقل برساند. ارزش کل این ذخایر معدنی در کف اقیانوس، دهها میلیارد دلار تخمین زده میشود.
تحول در تولید هیدروژن پاک با استفاده از منگنز دریایی
در راستای تحقق اهداف کربن‌زدایی و تبدیل شدن به قطب انرژی‌های نسل جدید، ژاپن سرمایهگذاری عظیمی را بر روی هیدروژن متمرکز کرده است. هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی پاک، پتانسیل بالایی برای تامین سوخت خودروها، هواپیماها، صنایع سنگین و شبکه‌های توزیع برق دارد، اما هزینه بالای تولید همواره مانعی جدی برای استفاده گسترده از آن بوده است. کشف و به‌کارگیری این کاتالیست جدید مبتنی بر منگنز، میتواند این مانع را برطرف کند.
دانشمندان ژاپنی با تغییر ساختار مولکولی منگنز استخراج شده از کف اقیانوس، ماده‌ای جدید با قابلیت افزایش قابل توجه خروجی هیدروژن در الکترولیزرها تولید کرده‌اند. این پیشرفت به معنای تولید ارزان‌تر هیدروژن سبز، افزایش سرعت تولید و کاهش وابستگی به منابع محدود جهانی است. در صورتی که این فناوری در مقیاس صنعتی قابل پیاده‌سازی باشد، میتواند به یکی از مهم‌ترین دستاوردهای حوزه انرژی پاک در دهه حاضر تبدیل شود.
تاریخچه باتری‌های خودروهای الکتریکی و نقش فلزات
1859: اختراع باتری سربی-اسیدی توسط گاستون پلانته؛ مورد استفاده در اولین کالسکه‌های برقی.
1899: خودروی برقی Camille Jenatzy با استفاده از باتری‌های سربی-اسیدی، رکورد سرعت زمینی 65 مایل بر ساعت را ثبت کرد.
دهه 1960: باتری‌های نیکل-کادمیوم (NiCd) چگالی انرژی بالاتری ارائه می‌دادند اما هزینه بالایی داشتند.
1991: اولین باتری لیتیوم-یون تجاری توسط سونی توسعه یافت و صنعت فناوری قابل حمل را متحول کرد.
1996: مدل GM EV1 از باتری‌های پیشرفته سربی-اسیدی و نیکل-متال هیدرید (NiMH) در نمونه‌های اولیه استفاده کرد.
2008: عرضه تسلا رودستر با سلول‌های لیتیوم-یون؛ اولین خودرویی که از بسته‌های باتری مشابه لپ‌تاپ استفاده کرد.
2012: تسلا مدل S با بهبود سیستم خنک‌کننده و بسته‌بندی باتری، برد و ایمنی را افزایش داد.
2015: تحقیقات بر روی باتری‌های حالت جامد با هدف شارژ سریع‌تر و چگالی انرژی بالاتر شتاب گرفت.
2020: هزینه باتری خودروهای برقی در طول یک دهه 89% کاهش یافت و به حدود 137 دلار بر کیلووات‌ساعت رسید که امکان تولید انبوه خودروهای برقی را فراهم کرد.
2023: شرکت‌هایی مانند پاناسونیک و CATL شروع به آزمایش طرح‌های نسل جدید سلول '4680' برای عملکرد بهتر کردند.
فلزاتی مانند کبالت و نیکل که در حال حاضر در باتری‌های خودروهای برقی و فناوری‌های مرتبط با انرژی پاک کاربرد فراوانی دارند، از منابع محدودی در جهان برخوردارند. کشف ذخایر جدیدی از این فلزات در کف اقیانوس‌ها، مانند آنچه در نزدیکی ژاپن رخ داده، میتواند به تأمین پایدارتر این مواد کمک کند. با این حال، چالش‌های استخراج و اثرات زیست‌محیطی این فرآیندها نیازمند بررسی دقیق است.
چشم‌انداز آینده: از ابرخودروها تا کلان‌شهرها
کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن پاک، راه را برای پذیرش گسترده آن در بخش حمل‌ونقل، صنایع تولیدی و ذخیره‌سازی انرژی هموار می‌سازد. اگر این فناوری با موفقیت در مقیاس صنعتی پیاده‌سازی شود، فلز نایاب کشف شده در کف اقیانوس‌ها میتواند نیروی محرکه اصلی برای ابرخودروهای آینده، سیستم‌های حمل‌ونقل پایدار و حتی تأمین انرژی شهرهای بزرگ باشد. این کشف، نمادی از نوآوری و تلاش برای دستیابی به آینده‌ای پاک‌تر و پایدارتر است.
این کشف نشان می‌دهد که حتی در عصر حاضر نیز، اقیانوس‌ها می‌توانند منابع غنی و دست‌نخورده‌ای را برای پیشرفت‌های تکنولوژیکی در اختیار بشر قرار دهند. تحقیقات بیشتر بر روی این فلزات و روش‌های استخراج پایدار آن‌ها، میتواند گامی مهم در جهت تحقق اهداف انرژی پاک در سطح جهانی باشد.
