Ο «χρυσός» των ωκεανών: Πώς ένα νέο υλικό ανοίγει τον δρόμο για εξόρυξη ουρανίου από τη θάλασσα
Νέα κινεζική τεχνολογία πετυχαίνει παγκόσμιο ρεκόρ στην εξαγωγή ουρανίου από θαλασσινό νερό, ανοίγοντας τον δρόμο για σχεδόν απεριόριστη πυρηνική ενέργεια και αλλάζοντας τις ισορροπίες στην παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση.
Καθώς οι χώρες σχεδιάζουν την ενεργειακή τους μετάβαση, η πυρηνική ενέργεια επιστρέφει στο προσκήνιο ως σταθερή, χαμηλών εκπομπών λύση. Όμως υπάρχει ένα θεμελιώδες πρόβλημα: τα εύκολα αποθέματα ουρανίου στερεύουν και το κόστος νέων εξορύξεων σκαρφαλώνει.
Κάπου εδώ, το επιστημονικό ενδιαφέρον στρέφεται ξανά σε μια ιδέα που μοιάζει σχεδόν επιστημονικής φαντασίας, την εξαγωγή ουρανίου απευθείας από το θαλασσινό νερό.
Οι ωκεανοί «κρύβουν» 4,5 δισεκατομμύρια τόνους ουρανίου
Τα νούμερα εντυπωσιάζουν. Οι θάλασσες του πλανήτη περιέχουν τεράστιες ποσότητες ουρανίου. Όμως υπάρχει ένα βασικό πρόβλημα: το ουράνιο βρίσκεται σε ελάχιστη συγκέντρωση και περιβάλλεται από ιόντα, μικρόβια και οργανική ύλη που προσκολλώνται σε οτιδήποτε μπει στο νερό.
Η εξαγωγή του, λοιπόν, δεν είναι απλώς δύσκολη, είναι μια από τις πιο επίμονες τεχνικές προκλήσεις του τομέα.
Η κινεζική ομάδα που αλλάζει τα δεδομένα
Οι ερευνητές Xishi Tai και Zhenli Sun ανέλαβαν να σπάσουν το φράγμα. Ανέπτυξαν μια νέα οικογένεια υλικών, τα σουλφονικά ομοιοπολικά οργανικά πλαίσια (S-COF), με ένα κομβικό πλεονέκτημα: τη γεωμετρία τους.
Κλειδί της επιτυχίας
Η AB στοίβαξη των εσωτερικών στρωμάτων, που δημιουργεί μια «χημική τσέπη» τεσσάρων σημείων, ιδανική για να παγιδεύει επιλεκτικά ιόντα ουρανίου — πολύ πιο αποτελεσματικά από την κλασική στοίβαξη τύπου AA.
Απόδοση-ρεκόρ: Το ουράνιο συλλέγεται σε ρυθμούς που δεν έχουμε ξαναδεί
Σύμφωνα με τα πειράματα:
- Η συγγένεια σύνδεσης του νέου υλικού ήταν 1.000 φορές ισχυρότερη από τα συμβατικά αντίστοιχα.
- Σε φυσικό θαλασσινό νερό, το S-COF κατάφερε να εξαγάγει 31,5 mg ουρανίου ανά γραμμάριο υλικού σε μόλις μία ημέρα.
Ένα αποτέλεσμα άνευ προηγουμένου στην παγκόσμια έρευνα.
Ο Δρ. Sun ήταν ξεκάθαρος, «πρόκειται για την υψηλότερη απόδοση που έχει αναφερθεί στην εξόρυξη ουρανίου από πραγματικό θαλασσινό νερό».
Ένα ακόμη «κρυφό» πλεονέκτημα
Το υλικό αγνοεί ανταγωνιστικά ιόντα – όπως το βανάδιο – τα οποία συνήθως παρενοχλούν τη διαδικασία. Αυτή η απόλυτη επιλεκτικότητα ανοίγει τον δρόμο όχι μόνο για ουράνιο, αλλά και για στοχευμένη εξαγωγή άλλων πολύτιμων ιόντων σε σύνθετα υδάτινα περιβάλλοντα.
Η μεγάλη πρόκληση: η μετάβαση στον πραγματικό κόσμο
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, οι ερευνητές υπενθυμίζουν ότι η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη στην αρχή της.
Για να χρησιμοποιηθεί στη θάλασσα, το υλικό πρέπει:
- να αντέχει διάβρωση, κύματα, αλάτι, οργανισμούς,
- να αναγεννάται χωρίς να χάνει τις ιδιότητές του,
- να παραχθεί σε μεγάλη κλίμακα με ανταγωνιστικό κόστος.
Όμως η πρόοδος είναι πραγματική και, όπως σημειώνει ο Δρ. Tai, «καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, έξυπνα υλικά σαν αυτό θα μπορούσαν να βρουν ευρεία εφαρμογή σε βιώσιμα ενεργειακά συστήματα».
