Este primeiro grama de yellowcake foi produzido a partir de urânio capturado da água do mar com fios modificados. Chien Wai e colegas da LCW Supercritical Technologies produziram o bolo amarelo, uma forma em pó de urânio usada para produzir combustível para a produção de energia nuclear. Crédito:LCW Supercritical Technologies
Pela primeira vez, pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory e LCW Supercritical Technologies criaram cinco gramas de yellowcake - uma forma em pó de urânio usada para produzir combustível para a produção de energia nuclear - usando fibras acrílicas para extraí-lo da água do mar.
"Este é um marco significativo, "disse Gary Gill, um pesquisador do PNNL, um laboratório nacional do Departamento de Energia, e o único com uma instalação de pesquisa marinha, localizado em Sequim, Wash. "Isso indica que esta abordagem pode eventualmente fornecer combustível nuclear comercialmente atraente derivado dos oceanos - a maior fonte de urânio da Terra."
É onde LCW, uma Moscou, A empresa de energia limpa de Idaho entra em cena. LCW com apoio inicial do PNNL por meio do Escritório de Energia Nuclear do DOE, desenvolveu uma fibra acrílica que atrai e retém o urânio dissolvido naturalmente presente na água do oceano.
"Modificamos quimicamente o regular, fio barato, para convertê-lo em um adsorvente seletivo para o urânio, eficiente e reutilizável, "disse Chien Wai, presidente da LCW Supercritical Technologies. "As capacidades do PNNL em avaliar e testar o material, foram inestimáveis no avanço dessa tecnologia. "
Wai é um ex-professor da Universidade de Idaho que, junto com o colega Horng-Bin Pan, esteve envolvido em pesquisas anteriores financiadas pelo DOE para desenvolver materiais a fim de aumentar a disponibilidade interna de urânio, que é principalmente importado para os EUA atualmente.
O material projetado para capturar urânio da água do mar como alternativa à mineração terrestre do combustível para a produção de energia nuclear é testado no Laboratório de Ciências Marinhas do PNNL. Crédito:PNNL
Wai fundou LCW e, com financiamento do programa Small Business Innovation Research, elaborou uma nova abordagem para adsorver o urânio em uma molécula ou ligante que está quimicamente ligado à fibra acrílica. O resultado é um adsorvente de polímero de aparência ondulada que pode ser implantado em um ambiente marinho, é durável e reutilizável.
O material adsorvente é barato, de acordo com Wai. Na verdade, ele disse, até mesmo fio residual pode ser usado para criar a fibra de polímero. As propriedades adsorventes do material são reversíveis, e o urânio capturado é facilmente liberado para ser processado em yellowcake. Uma análise da tecnologia sugere que ela poderia ser competitiva com o custo do urânio produzido por meio da mineração terrestre.
Os pesquisadores do PNNL realizaram três testes separados do desempenho do adsorvente até o momento, expondo-o a grandes volumes de água do mar de Sequim Bay próximo ao seu Laboratório de Ciências Marinhas. A água foi bombeada para um tanque do tamanho de uma grande banheira de hidromassagem.
O material projetado para capturar urânio da água do mar como alternativa à mineração terrestre do combustível para a produção de energia nuclear é testado no Laboratório de Ciências Marinhas do PNNL. Crédito:PNNL
"Para cada teste, colocamos cerca de um quilo de fibra no tanque por cerca de um mês e bombeamos a água do mar rapidamente, para imitar as condições no oceano aberto ", disse Gill." LCW então extraiu o urânio do adsorvente e, a partir desses três primeiros testes, temos cerca de cinco gramas - mais ou menos o que pesa um níquel. Pode não parecer muito, mas pode realmente somar. "
Gill observa que a água do mar contém cerca de três partes por bilhão de urânio. Estima-se que haja pelo menos quatro bilhões de toneladas de urânio na água do mar, que é cerca de 500 vezes a quantidade de urânio conhecida em minérios terrestres, que deve ser minado.
A mineração de urânio subterrâneo tem desafios ambientais não encontrados na extração dos oceanos. E Wai diz que as fibras, que têm afinidade por mais metais pesados do que apenas urânio, provavelmente pode ser usado um dia para limpar os próprios cursos de água tóxicos. Ele diz que as fibras têm potencial para extrair vanádio, um metal caro usado em baterias de grande escala, dos oceanos em vez de extraí-lo do solo.
Por enquanto, com base no teste ampliado bem-sucedido no Sequim e na produção significativa de yellowcake, LCW está se candidatando a mais financiamento SBIR para uma demonstração de campo de extração de urânio, a ser liderado pelo PNNL, no Golfo do México, onde a água é muito mais quente. O material tem um desempenho muito melhor em águas mais quentes e as taxas de extração no Golfo devem ser três a cinco vezes maiores, portanto, tornando mais econômico obter urânio da água do mar.
A tecnologia adsorvente está em processo de licenciamento para LCW.
