Este primer gramo de torta amarilla se produjo a partir de uranio capturado del agua de mar con hilo modificado. Chien Wai y sus colegas de LCW Supercritical Technologies produjeron el pastel amarillo, una forma en polvo de uranio que se utiliza para producir combustible para la producción de energía nuclear. Crédito:Tecnologías supercríticas de LCW
Por primera vez, Los investigadores del Pacific Northwest National Laboratory y LCW Supercritical Technologies han creado cinco gramos de torta amarilla, una forma en polvo de uranio que se utiliza para producir combustible para la producción de energía nuclear, utilizando fibras acrílicas para extraerlo del agua de mar.
"Este es un hito importante, "dijo Gary Gill, investigador de PNNL, un laboratorio nacional del Departamento de Energía, y el único con una instalación de investigación marina, ubicado en Sequim, Wash. "Indica que este enfoque puede eventualmente proporcionar combustible nuclear comercialmente atractivo derivado de los océanos, la mayor fuente de uranio en la tierra".
Ahí es donde LCW, un moscú, Entra la compañía de energía limpia de Idaho. LCW con el apoyo temprano de PNNL a través de la Oficina de Energía Nuclear del DOE, desarrolló una fibra acrílica que atrae y retiene el uranio disuelto presente de forma natural en el agua del océano.
"Hemos modificado químicamente hilo económico, convertirlo en un adsorbente selectivo para el uranio, eficiente y reutilizable, "dijo Chien Wai, presidente de LCW Supercritical Technologies. "Las capacidades de PNNL para evaluar y probar el material, han sido invaluables para hacer avanzar esta tecnología ".
Wai es un ex profesor de la Universidad de Idaho que, junto con su colega Horng-Bin Pan, participó en una investigación anterior financiada por el DOE para desarrollar materiales con el fin de aumentar la disponibilidad nacional de uranio, que se importa principalmente a los EE. UU. actualmente.
El material diseñado para capturar uranio del agua de mar como alternativa a la extracción terrestre del combustible para la producción de energía nuclear se prueba en el Laboratorio de Ciencias Marinas de la PNNL. Crédito:PNNL
Wai fundó LCW y, con fondos del programa de Investigación en Innovación para Pequeñas Empresas, elaboró un nuevo enfoque para adsorber el uranio en una molécula o ligando que está químicamente unido a la fibra acrílica. El resultado es un adsorbente de polímero de aspecto ondulado que se puede implementar en un entorno marino, es duradero y reutilizable.
El material adsorbente es económico, según Wai. De hecho, él dijo, incluso se puede utilizar hilo de desecho para crear la fibra polimérica. Las propiedades adsorbentes del material son reversibles, y el uranio capturado se libera fácilmente para procesarlo en torta amarilla. Un análisis de la tecnología sugiere que podría ser competitiva con el costo del uranio producido mediante la minería terrestre.
Los investigadores de PNNL han realizado tres pruebas separadas del rendimiento del adsorbente hasta la fecha al exponerlo a grandes volúmenes de agua de mar de Sequim Bay junto a su Laboratorio de Ciencias Marinas. El agua se bombeó a un tanque del tamaño de una gran bañera de hidromasaje.
El material diseñado para capturar uranio del agua de mar como alternativa a la extracción terrestre del combustible para la producción de energía nuclear se prueba en el Laboratorio de Ciencias Marinas de la PNNL. Crédito:PNNL
"Para cada prueba, colocamos alrededor de dos libras de fibra en el tanque durante aproximadamente un mes y bombeamos el agua de mar rápidamente, para imitar las condiciones en el océano abierto ", dijo Gill." LCW luego extrajo el uranio del adsorbente y, de estas tres primeras pruebas, tenemos unos cinco gramos, aproximadamente lo que pesa una moneda de cinco centavos. Puede que no parezca mucho pero realmente puede sumar ".
Gill señala que el agua de mar contiene aproximadamente tres partes por mil millones de uranio. Se estima que hay al menos cuatro mil millones de toneladas de uranio en el agua de mar, que es aproximadamente 500 veces la cantidad de uranio que se sabe que existe en los minerales terrestres, que debe ser minado.
La extracción de uranio subterráneo presenta desafíos ambientales que no se encuentran al extraerlo de los océanos. Y Wai dice las fibras que tienen afinidad por más metales pesados que solo el uranio, Es probable que algún día se pueda usar para limpiar las vías fluviales tóxicas. Dice que las fibras tienen potencial para extraer vanadio, un metal caro utilizado en baterías a gran escala, de los océanos en lugar de extraerlo del suelo.
Por ahora, basado en las exitosas pruebas ampliadas en Sequim y la producción significativa de torta amarilla, LCW está solicitando más fondos SBIR para una demostración de campo de extracción de uranio, ser liderado por PNNL, en el Golfo de México, donde el agua está mucho más caliente. El material funciona mucho mejor en aguas más cálidas y se espera que las tasas de extracción en el Golfo sean de tres a cinco veces más altas. por lo tanto, resulta más económico obtener uranio a partir del agua de mar.
La tecnología adsorbente está en proceso de obtener la licencia de LCW.
