Uraniul din apa de mare ar putea deveni o sursă de combustibil nuclear

Oceanele acoperă cea mai mare parte a suprafeței Pământului și susțin un număr impresionant de forme de viață, dar sunt și gazda unei populații diluate de ioni de uraniu. Dacă reușim să extragem uraniul din apa de mare, acesta ar putea reprezenta o sursă durabilă de combustibil pentru generarea energiei nucleare.

Cercetătorii, în studiul publicat în ACS Central Science, au dezvoltat un material de utilizat în extracția electrochimică care atrage mai eficient decât metodele existente ioni de uraniu dificil de obținut din apă.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

Reactoarele nucleare eliberează energia stocată natural în interiorul unui atom și o transformă în căldură și electricitate prin spargerea atomului, un proces cunoscut sub denumirea de fisiune. Uraniul a devenit elementul preferat pentru acest proces deoarece toate formele sale sunt instabile și radioactive, facilitând astfel divizarea lor.

Cum poate fi extras uraniul din apa de mare?

În prezent, acest metal este extras din rocile de mină, dar depozitele de minereu de uraniu sunt finite. Cu toate acestea, Agenția pentru Energie Nucleară estimează că în oceanele noastre există aproximativ 4,5 miliarde de tone de uraniu sub formă de ioni de uranil dizolvați. Uraniul din apa de mare este de peste 1.000 de ori mai mult decât cel de pe uscat.

Extragerea ionilor s-a dovedit a fi provocatoare, deoarece materialele existente pentru acest scop nu au o suprafață suficientă pentru a captura eficient ioni. Astfel, Rui Zhao, Guangshan Zhu și colegii lor au dorit să dezvolte un material de electrod cu multe adâncituri și crăpături microscopice care să poată fi utilizat în captarea electrochimică a ionilor de uraniu din apă.

Pentru a crea electrozii, echipa a început cu un țesut flexibil din fibre de carbon. Au acoperit țesătura cu doi monomeri specializați care au fost apoi polimerizați. Apoi, au tratat țesătura cu clorhidrat de hidroxilamină pentru a adăuga grupuri de amidoximă la polimeri. Structura natural poroasă a țesăturii a creat multe buzunare mici în care amidoxima să se așeze și să captureze ușor ionii, scrie Tech Xplore.

Un nou combustibil nuclear?

În experimente, cercetătorii au plasat țesătura acoperită ca un catod în apă de mare provenită fie natural, fie cu conținut sporit de uraniu, au adăugat un anod de grafit și au rulat un curent ciclic între electrozi. În timp, precipitatele de culoare galben strălucitoare, bazate pe uraniu, s-au acumulat pe țesătura de catod.

În teste utilizând apă de mare colectată din Marea Bohai, electrozii au extras 12,6 miligrame de uraniu per gram de apă în decurs de 24 de zile. Capacitatea materialului acoperit a fost mai mare decât cea a majorității altor materiale de extracție a uraniului testate de către echipă. În plus, utilizarea electrochimiei pentru a captura ioni a fost de aproximativ de trei ori mai rapidă decât permiterea acumulării naturale pe țesături.

Cercetătorii afirmă că această lucrare oferă o metodă eficientă de captare a uraniului din apă de mare, ceea ce ar putea deschide oportunități noi pentru oceane ca furnizori de combustibil nuclear.

Vă recomandăm să citiți și:

Cel mai mare reactor de fuziune nucleară din lume a fost pus în funcțiune

Oamenii de știință au creat cea mai realistică mână robotizată de până acum

Au fost construiți roboți biologici din celule umane

Am putea folosi găurile negre ca baterii reîncărcabile sau reactoare nucleare?