Nová metoda extrakce uranu. Kredit: ACS.

Dnešní jaderné elektrárny pohání uran. Získává se z ložisek, které podle současných odhadů obsahují asi 8 milionů tun tohoto žádaného prvku. To je sice dost velká zásoba na celá staletí, pokud nedojde k radikálnímu nárůstu spotřeby. Má to ale háčky. Například, v řadě případů jde o místa v problematických zemích, které mohou přísun uranu do zbytku světa kdykoliv zastavit.

Uranyly mívají toxicky žlutou barvu, viz uranyl nitrát. Kredit: Chemolunatic/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Přitom ale existuje další, nesmírně rozsáhlý a do značné míry všudypřítomný zdroj uranu, kterým je mořská voda. Uran se v mořské vodě nachází ve formě uranylových iontů, v koncentracích kolem 3,3 ppb (parts per billion, tedy částic na miliardu). To sice není mnoho, ale mořské vody je tolik, že odborníci odhadují zásobu uranu v oceánech na 4,5 miliard tun.

Pokud bychom dokázali efektivně a hlavně ekonomicky těžit uran z mořské vody, mohlo by nás to zajistit energií na velice dlouhou dobu. Samozřejmě za předpokladu, že budeme ochotní využívat jadernou energetiku. Co je ještě lepší, současně s odebíráním uranu bude mořská voda louhovat další a další uran z hornin v podloží.

Logo. Kredit: Northeast Normal University.

Extrakce uranu z mořské vody není úplně nový nápad. Zkoušely se různé polymery, elektricky vodivá vlákna, a tak podobně, bez větších úspěchů. Guangshan Zhu z čínské Northeast Normal University a jeho kolegové vsadili na speciální látku utkanou z uhlíkových vláken, potaženou dvěma monomery a ošetřenou hydroxylamin hydrochloridem. Výsledná látka má porézní strukturu, v níž jsou usídlené molekuly amidoximu, které lapají uranylové ionty z mořské vody.

Samotný proces připomíná jednoduchý školní pokus v chemické laboratoři. Látka se umístí do vody s uranylovými ionty, jako je právě mořská voda, a hraje roli katody. Pak se připojí grafitová anoda a extrakce uranu může začít. Po zapnutí elektrického proudu se na katodě, tedy zmíněné elektrifikované látce hromadí uranylové ionty, které se prozradí jásavě žlutou barvou.

Jak to funguje? Čínský tým údajně extrahoval 12,6 miligramů uranu na gram uvedeného materiálu během 24 dní. To jsou lepší čísla než u jiných testovaných materiálů a metod. Pokud by z toho vznikla smysluplná technologie, měli bychom k dispozici prakticky nevyčerpatelný zdroj uranu.

Video: Recovery of uranium from seawater: Technologies, economics, and prospects

Literatura

New Atlas 17. 12. 2023.

ACS Central Science 9: 2326–2332.