O.S.E.L. - Elektrifikovaná látka účinně těží uran z mořské vody
 Elektrifikovaná látka účinně těží uran z mořské vody
Na pevnině je k dispozici asi 8 milionů tun uranu pro jaderné elektrárny. Pokud se nám povede ekonomicky výhodně extrahovat uran z mořské vody, odemkneme tím zásobárnu se 4,5 miliardami tun uranu. To vystačí na tisíce let provozu jaderných systémů, jestli se nebudeme zdráhat využívat jadernou energii.

Nová metoda extrakce uranu. Kredit: ACS.
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.
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.
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.

##seznam_reklama##

 

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.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:29.12.2023