Rewolucja w energetyce jądrowej. Chińczycy odkryli nową metodę

Przełomowe odkrycie. Chiny wydobędą uran z wody

Zespół chińskich naukowców na czele z Shuangyin Wang z Hunan University opracował ulepszoną technikę elektrochemiczną, która jest tańsza i wymaga mniej energii niż jakakolwiek stosowana w przypadku wody morskiej. W przeciwieństwie do typowych systemów elektrochemicznych, które wytrącają atomy uranu z wody tylko przy elektrodzie dodatniej, ich urządzenie zawiera dwie elektrody miedziane, jedną dodatnią i jedną ujemną, które mogą wytrącać uran. Ten "bipolarny system elektrochemicznej ekstrakcji uranu" (EUE) łączy katodową bezpośrednią elektroredukcję uranu i wspomaganą elektrochemicznie pośrednią redukcję uranu na anodzie.

Taniej i skuteczniej?

Urządzenie EUE działa przy bardzo niskim napięciu, wynoszącym zaledwie 0,6 V, i wykazuje wydajność bliską 100 proc. w szerokim zakresie stężeń uranu. Dla porównania, metody adsorpcji fizycznej zazwyczaj wydobywają mniej niż 10 proc dostępnego uranu. System ma znakomitą selektywność (powyżej 85,3 proc.), długoterminową stabilność (45 cykli), zużywa stosunkowo niewiele energii (1944 kWh na kilogram uranu) i jest dwa razy tańszy w eksploatacji niż dotychczas (około 83 dolarów za kilogram). Zdaniem twórców ich metoda otwiera także drogę do zrównoważonego recyklingu różnych odpadów.

Po przetestowaniu z małymi ilościami naturalnej wody morskiej - około 1 litra przepływającego przez system w dowolnym momencie - nowa metoda była w stanie wyekstrahować 100 proc. uranu z wody Morza Wschodniochińskiego i 85 proc. z wody Morza Południowochińskiego. W tym drugim przypadku naukowcy osiągnęli również 100 proc. ekstrakcji przy użyciu większych elektrod.

Uran w wodzie morskiej

Woda morska zawiera wszystkie występujące w skorupie ziemskiej pierwiastki - tyle, że większość w niewielkich koncentracjach. Na przykład uranu jest średnio 3,3 części na miliard, co jednak oznacza, że łączna ilość uranu rozpuszczonego w wodach całego świata to powyżej 4,5 miliarda ton - ponad 1000 razy więcej niż w zdatnych do wydobycia złożach lądowych. Tyle uranu wystarczyłoby elektrowniom atomowym na całym świecie na bardzo długo. Niełatwo jednak wydobyć uran z wody przy tak wielkim rozcieńczeniu.

REKLAMA

Czytaj także: 

• Wojna handlowa. Amerykanie optymistyczni w sprawie rozmów USA-Chiny
• Nowy Air Force One. Trump ma dostać "latający pałac"
• Chiny liczą na swój spryt. To ich taktyka na wojnę celną z Trumpem

Spośród wielu sposobów ekstrakcji (wykorzystujących na przykład specjalne gąbki) najbardziej obiecująca wydaje się metoda elektrochemiczna. Jest ona jednak na razie energochłonna, mało wydajna i niezbyt selektywna.

Rozwój elektryki jądrowej Chin

Nowy sposób wydobywania uranu z wody może pomóc Chinom w rozwoju energetyki jądrowej (obecnie są one światowym liderem w budowie nowych elektrowni jądrowych - jest tam połowa reaktorów jądrowych w trakcie budowy). Kraj ten importuje teraz tysiące ton uranu - głównie z Kazachstanu, a także z Kanady, Australii czy Namibii.

Paradoksalnie rozwój energetyki jądrowej może zmniejszyć zagrożenie promieniotwórcze w Chinach - tamtejszy węgiel często zawiera tak dużą domieszkę uranu, że popiół z elektrowni węglowych nie nadaje się do wyrobu betonu stosowanego w budownictwie mieszkaniowym.

Źródła: PAP/Nature Sustainbility/hjzrmb

REKLAMA