Китайские ученые создали материал для извлечения урана из морской воды, который в лабораторных испытаниях показал результат до 50,4 мг урана на грамм адсорбента.
Этот показатель более чем в восемь раз превышает американский ориентир в 6 мг на грамм. О разработке исследователей из Циндао пишет South China Morning Post.
Материал получил название PhosCage. Разработанная командой Китайской академии наук губчатая молекулярная структура содержит фосфатные группы, которые выполняют роль химической ловушки для урана. В испытаниях с несколькими металлами адсорбент продемонстрировал выраженное предпочтение урану, в том числе по сравнению с ванадием, присутствие которого осложняет извлечение этого элемента из морской воды.
Для возможного использования технологии за пределами лаборатории ученые изготовили из материала шарики миллиметрового размера. В таком виде показатель извлечения достиг 22,55 мг урана на грамм. Кроме того, адсорбент сохранил работоспособность после семи циклов повторного использования.
В Циндаоском институте биоэнергетики и биопроцессных технологий считают, что разработка предлагает новый подход к получению урана из морской воды. Исследователи рассчитывают, что она станет основой для создания адсорбентов с более высокой способностью захватывать уран и возможностью дальнейшего масштабирования.
Для Китая подобные разработки имеют особое значение из-за разницы между внутренней добычей и потреблением урана. По данным Всемирной ядерной ассоциации, в 2024 году китайские рудники произвели 1600 тонн, тогда как потребности реакторов составляли около 13 тыс. тонн.
Запасы урана в Мировом океане оцениваются примерно в 4,5 млрд тонн, в то время как известные наземные ресурсы составляют 7,9 млн тонн. Однако концентрация элемента в морской воде крайне мала: на одну тонну приходится около 3,3 мг урана. Дополнительную сложность при его выделении создает присутствие других элементов, прежде всего ванадия.
Американские исследователи из Окриджской и Тихоокеанской северо-западной национальных лабораторий к 2016 году достигли показателя около 6 мг урана на грамм адсорбента. При этом такой способ оставался дороже добычи на суше. После 2018 года соответствующая американская программа была в основном свернута.
Результаты китайских исследователей опубликованы в Journal of Hazardous Materials и Separation and Purification Technology. При этом испытания проводились не непосредственно в открытом океане: природную морскую воду пропускали через лабораторную систему. Стоимость полученного таким способом урана также пока не оценивалась. Следующими задачами ученых станут масштабирование разработанных материалов и снижение затрат.