Extração de Urânio da Água do Mar para Combustível Nuclear

Os oceanos, que cobrem uma parte substancial da superfície da Terra e albergam uma grande diversidade de vida, contêm também uma população dispersa de iões de urânio. A extração destes iões da água do mar poderia constituir uma fonte de combustível sustentável para a produção de energia nuclear.

Os cientistas, tal como relatado na ACS Central Science, desenvolveram um material para extração eletroquímica que atrai eficazmente os elusivos iões de urânio da água do mar, superando os métodos existentes. Os reactores de energia nuclear aproveitam a energia armazenada nos átomos através da fissão, quebrando os átomos de urânio devido à sua instabilidade e radioatividade inerentes.

Urânio

Atualmente, o urânio é extraído principalmente de rochas, mas a disponibilidade de depósitos de minério de urânio é limitada. A Agência de Energia Nuclear estima que os oceanos contêm mais de 4,5 mil milhões de toneladas de urânio em iões de uranilo dissolvidos, ultrapassando as reservas terrestres em mais de 1.000 vezes.

No entanto, a extração destes iões apresenta desafios devido à insuficiente área de superfície dos materiais existentes para uma captura eficaz dos iões. Em resposta, Rui Zhao, Guangshan Zhu e a sua equipa pretendiam criar um material de elétrodo com uma estrutura altamente porosa adequada para a captura eletroquímica de iões de urânio da água do mar.

Os investigadores iniciaram o processo com um tecido flexível fabricado a partir de fibras de carbono para produzir os eléctrodos. O tecido foi revestido com dois monómeros especializados, seguido de polimerização. Posteriormente, o tecido foi tratado com cloridrato de hidroxilamina para introduzir grupos amidoxima nos polímeros.

A estrutura porosa inerente ao tecido resultou em numerosas pequenas bolsas onde a amidoxima podia assentar, facilitando a captura eficaz de iões de uranilo. Em configurações experimentais, a equipa utilizou o tecido revestido como cátodo na água do mar, quer de origem natural quer enriquecida com urânio, adicionou um ânodo de grafite e aplicou uma corrente cíclica entre os eléctrodos.

Extração de Urânio da Água do Mar para Combustível Nuclear: Testes com Água do Mar do Mar de Bohai

Com o tempo, o tecido do cátodo acumulou precipitados amarelos brilhantes à base de urânio. Em testes realizados com água do mar do Mar de Bohai, os eléctrodos extraíram 12,6 miligramas de urânio por grama de água durante 24 dias. A capacidade do material revestido ultrapassou a da maioria dos outros materiais de extração de urânio testados pela equipa.

Além disso, a utilização da eletroquímica para reter os iões revelou-se cerca de três vezes mais rápida do que a sua acumulação natural nos panos. Os investigadores afirmam que este estudo apresenta uma abordagem eficiente para a extração de urânio da água do mar, estabelecendo potencialmente os oceanos como novas fontes de combustível nuclear.

Os autores expressam a sua gratidão pelo financiamento recebido de várias fontes, incluindo o Programa Nacional de I&D da China, a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, o Projeto do Departamento de Educação da Província de Jilin, a Fundação de Ciências Naturais do Departamento de Ciência e Tecnologia da Província de Jilin, os Fundos de Investigação Fundamental para as Universidades Centrais e o projeto “111”.

Leia O Artigo Original: ScienceDaily

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