Ядерная энергия может быть получена из моря

Уран был извлечен из морской воды электрохимическим методом. Команде Стэнфордского университета Калифорнии удалось изъять радиоактивное вещество из морской воды при помощи электрода из углеродного полимера и применения пульсировавшего электрического поля.
Уран - ключевой компонент ядерного топлива. На нашей планете насчитывается около 7.6 миллионов тонн залежей урана. Эта руда добывается, обрабатывается и используется для ядерной энергии. Для сравнения, в морской воде, подводные месторождения насчитывают 4.5 миллиарда тонн метала. Если бы уран мог быть извлечен из морской воды, он мог бы обеспечить атомные электростанции топливом на сотни лет. Говоря о пользе нетронутого энергоресурса, добыча морской воды также позволила бы избежать негативных воздействий процессов горной промышленности на окружающую среду.

Крошечные концентрации

В последнее время ученые работают над поиском способа добычи и извлечения морского урана. Однако океаны обширны, и концентрация урана - всего 3 μg/l, что делает развитие практических методов извлечения значительной проблемой.

"Эти крошечные концентрации сравнимы с одной зерниной соли, растворенной в литре воды", говорит член команды Йи Цуй. Кроме того, высокое содержание соли в морской воде ограничивает традиционные методы извлечения.
В воде уран, как правило, существует как положительно заряженный оксид урана или уранил, ион (UO2+2). Большинство методов для извлечения включает адсорбирующий материал, где уранил-ион пристает к поверхности, но химически не реагирует с ней. Текущие ведущие материалы - амидоксим полимеры. Однако, эффективность адсорбентов зависит от площади ихней поверхности. Так как есть только определенное число адсорбционных участков и концентрация урана чрезвычайно низкая по сравнению с другими положительными ионами такими как натрий и кальций, адсорбирующее ураном взаимодействие медленное, и участки быстро занимаются другими ионами. Кроме того, адсорбированные ионы, все еще несущие положительный заряд, отталкивают другие уранил-ионы далеко от материала.

Электрохимический процесс

Для решения этой проблемы Цуй и его команда обратились к электрохимии. В электрохимической емкости содержится раствор электролита, в котором затопленны два электрода, подключенных к электроснабжению. Предоставляя электродам противоположные заряды, электрический ток проходит через жидкость, направляя положительные ионы к отрицательному электроду и электроны и отрицательные ионы к положительному электроду. В отрицательном электроде, называемом анодом, количество положительных ионов уменьшается, так как они получают электроны. В следствии этого большинство металлических ионов образовывают осадок из металла.
В электрохимической емкости команда использовала анод, сделанный из углерода, покрытого амидоксим-полимером. Электролит являлся морской водой, которая согласно результатам некоторых тестов содержала примеси урана. Применялся короткий импульс тока, и положительный уранил, кальций и ионы натрия были притянуты к электроду из углеродного полимера.