Rewolucja Chin: Uran z wody morskiej. Przełom w energetyce jądrowej

Naukowcy z Hunan University w Chinach, pod kierownictwem Shuangyin Wang, wprowadzili przełomową technologię wydobywania uranu z wody morskiej, która może znacząco wpłynąć na przyszłość energetyki jądrowej. Jak donosi szanowany dziennik „Nature Sustainability”, ta nowatorska metoda nie tylko okazuje się bardziej wydajna, ale jest również znacznie mniej kosztowna i wymaga mniej energii w porównaniu z wcześniejszymi technikami.

• Chińscy naukowcy opracowali zaawansowaną metodę elektrochemiczną umożliwiającą ekstrakcję uranu z wody morskiej.
• Koszt wydobycia uranu wzrósł do 83 dolarów za kilogram, a zużycie energii wyniosło 1944 kWh na kilogram.
• Technologia ta umożliwia Chinom zmniejszenie uzależnienia od importowanego uranu i wspiera rozwój energetyki jądrowej.
• Innowacyjna metoda EUE działa przy niskim napięciu 0,6 V i osiąga 100-procentową wydajność przy różnych poziomach stężenia uranu.

Woda morska zawiera różnorodne pierwiastki występujące w skorupie ziemskiej, choć w niewielkich stężeniach. Wśród nich uran występuje średnio w ilości 3,3 części na miliard. Szacuje się, że globalne zasoby rozpuszczonego uranu w oceanach przekraczają 4,5 miliarda ton — ponad 1000 razy więcej niż ilość uranu obecnie wydobywanego ze złóż lądowych. To wystarczyłoby, aby zaspokoić zapotrzebowanie elektrowni jądrowych na całym świecie na wiele lat. Wyzwaniem pozostaje uzyskanie pierwiastka z tak rozcieńczonych źródeł.

Przeczytaj także: Rozpoczęcie budowy pierwszych reaktorów SMR. Przełom w energetyce jądrowej

Nowa technologia: przełom w elektrochemii

Konwencjonalne techniki ekstrakcji uranu z wody morskiej, takie jak stosowanie specjalistycznych gąbek lub systemów elektrochemicznych, są zazwyczaj kosztowne, nieefektywne i wymagają dużej ilości energii. Niemniej jednak chińscy naukowcy opracowali ulepszoną metodę elektrochemiczną, która mogłaby przekształcić ten proces. Ich „bipolarny elektrochemiczny system ekstrakcji uranu” (EUE) wykorzystuje dwie elektrody miedziane — jedną naładowaną dodatnio, a drugą naładowaną ujemnie — aby jednocześnie wytrącać uran z wody.

Urządzenie działa przy niezwykle niskim napięciu wynoszącym zaledwie 0,6 V, co umożliwia osiągnięcie sprawności zbliżonej do 100% w szerokim spektrum stężeń uranu. Stanowi to znaczny postęp w stosunku do tradycyjnych metod adsorpcji fizycznej, które zazwyczaj odzyskują mniej niż 10% dostępnego uranu. System EUE oferuje również wysoką selektywność (85,3%), stałą stabilność (45 cykli) i niskie zapotrzebowanie na energię — 1944 kWh na kilogram uranu. Ponadto koszt ekstrakcji został zmniejszony o połowę, spadając do około 83 USD za kilogram.

Testy w wodach mórz chińskich

Nowa technologia została przetestowana w warunkach rzeczywistych z wykorzystaniem wody morskiej. W eksperymentach przeprowadzonych z wodą z Morza Wschodniochińskiego, udało się wydobyć 100 procent dostępnego uranu, podczas gdy w testach z wodą z Morza Południowochińskiego, wydajność ekstrakcji osiągnęła 85 procent. Jednak dzięki wykorzystaniu większych elektrod, w tym przypadku również udało się uzyskać całkowitą ekstrakcję.

Szansa na niezależność energetyczną

Opracowana technologia ma potencjał, aby znacząco wpłynąć na rozwój energetyki jądrowej w Chinach. Jako wiodący kraj w budowie nowych elektrowni jądrowych (z połową wszystkich reaktorów budowanych obecnie na świecie), Chiny importują obecnie tysiące ton uranu z Kazachstanu, Kanady, Australii i Namibii. Ta nowa metoda może utorować drogę do uzyskania przez kraj niezależności od zagranicznych źródeł uranu i zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego.

Przyszłość nuklearna z mniejszym śladem węglowym

Co ciekawe, ekspansja energii jądrowej w Chinach może również złagodzić ryzyko promieniowania w tym kraju. Elektrownie węglowe wykorzystują tam węgiel, który zawiera wysokie poziomy uranu, co sprawia, że popiół powstający po spaleniu nie nadaje się do produkcji betonu. W związku z tym zwiększenie udziału energii jądrowej w miksie energetycznym może przynieść nieprzewidziane korzyści dla środowiska.

Innowacja w ekstrakcji uranu z wody morskiej oznacza, że nauka i technologia mogą odkryć nowe drogi do zrównoważonego rozwoju energetycznego. Jeśli ta metoda zostanie szeroko wdrożona, może to oznaczać znaczący kamień milowy w globalnym dążeniu do czystszych i bardziej zrównoważonych rozwiązań energetycznych.

Dziękujemy za przeczytanie naszego artykułu do końca. Bądź na bieżąco! Obserwuj nas w Google News.

Źródło