Chinese onderzoekers van de Academie van Wetenschappen van de Volksrepubliek China in Qingdao hebben een nieuw materiaal ontwikkeld waarmee uranium aanzienlijk efficiënter uit zeewater kan worden gewonnen dan in de Verenigde Staten was gepland.
Het team van het Qingdao Instituut voor Bio-energie en Bioproces-technologie heeft een stof gecreëerd met de naam PhosCage. Het is een sponsachtige moleculaire structuur met fosfaatgroepen die fungeren als chemische vallen voor uranium.
In tests met echte zeewatermonsters vertoonde het materiaal een resultaat tot 50,4 mg uranium per gram adsorbens. Dit is meer dan acht keer hoger dan de doelstelling van het Amerikaanse Ministerie van Energie: 6 mg per gram.
In laboratoriumomstandigheden bereikte PhosCage het adsorptie-evenwicht in slechts vijf minuten. De wetenschappers veranderden het materiaal in millimetergrote korrels, die geschikt zijn voor gebruik in de open oceaan.
De korrels zorgden voor de extractie van 22,55 mg uranium per gram en bleven functioneel na zeven cycli van hergebruik. Ze vertonen ook een hoge selectiviteit en weerstand tegen biofouling.
"Dit werk opent een nieuwe benadering voor het winnen van uranium uit zeewater en legt de basis voor adsorbentia die meer uranium kunnen opvangen en uiteindelijk op grote schaal kunnen worden gebruikt", aldus de onderzoekers.
Voor China is de technologie bijzonder relevant: het land beschikt over aanzienlijke uraniumvoorraden op het land, maar verbruikt meer dan het wint, en breidt actief zijn kernenergiesector uit.
De wereldzeeën bevatten ongeveer 4,5 miljard ton uranium - duizend keer meer dan de landvoorraden, maar de lage concentratie van de stof maakt industriële winning een moeilijke opgave.
Kan deze doorbraak het mondiale evenwicht in de voorziening van nucleaire brandstof veranderen?
Voorlopig benadrukken de wetenschappers dat het werk een fundament legt voor toekomstige ontwikkelingen, en niet direct alle technische vraagstukken van grootschalige toepassing oplost.
