Meerwasser an Land waschen. Andrzej Kryszpiniuk / Unsplash
Energie bringt die moderne Welt in Bewegung, aber die Verfügbarkeit oder Nachhaltigkeit von beispielsweise fossilen Brennstoffen hat den gesellschaftlichen Fortschritt begrenzt. Bis jetzt.
Forscher, die an der Fähigkeit der Kernenergie interessiert sind, die Umstellung der weltweiten Energieversorgung auf CO2-Neutralität zu unterstützen, schlugen vor, Uran aus einer anderen Quelle als Roherz zu gewinnen und stattdessen ein neues Hydrogel zu verwenden, das Uran aus Meerwasser effektiv "abspannen" kannStudie in der Zeitschrift veröffentlicht Naturnachhaltigkeit .
Dies könnte eine nahezu unbegrenzte Versorgung mit Brennstoff für die Kernenergie ermöglichen.
Neues Peptidhydrogelmaterial extrahiert Brennstoff für die Kernenergie
Die Erzeugung von Kernkraft soll in den kommenden Jahrzehnten in der Öffentlichkeit zuverlässiger werden, aber zum Zeitpunkt des Schreibens ist die primäre Uranquelle terrestrisches Erz - das nach Schätzungen der Wissenschaftler 7,6 Millionen Tonnen des Elements enthält. Das Erz hat auch Grenzen.da es die Atomkraftindustrie trotz der steigenden Verbrauchsraten nur für eine begrenzte Anzahl von Jahren mit Energie versorgen kann. Schlimmer noch, die weltweite Verteilung von terrestrischem Uran ist nicht gleich. Acht Länder verfügen über die größten Uranreserven und machen 80 aus% der weltweiten Ressourcen des Elements.
Wissenschaftler schätzen jedoch, dass der Ozean 1000-mal mehr Uran als Land enthält - und als gigantische alternative Ressource dienen könnte, solange die laufenden technologischen Entwicklungen laut der Studie die Beschaffung von Uran zu wettbewerbsfähigen Kosten ermöglichen. Entscheidend sind mehr als 75%In den Ländern der Welt gibt es mehr Ozeane als Land, was bedeutet, dass der Zugang zu der Ressource über Meerwasser weitaus gleichmäßiger verteilt ist als Land, das das Erz enthält.
Die Entwicklung der Uranextraktionstechnologie steht jedoch aufgrund der sehr geringen Konzentration und Anwesenheit mehrerer anderer Metallionen und der Aggregation von Mikroorganismen vor großen Herausforderungen. Ein bifunktionelles polymeres Peptidhydrogel zeigte jedoch eine starke Selektivität und Affinität zu Uran inMeerwasser - zusätzlich zu einem erheblichen Beständigkeit gegen Biofouling .
"Detaillierte Charakterisierungen zeigen, dass die Aminosäure in diesem Peptidmaterial als Bindungsligand dient und Uranyl ausschließlich an die Sauerstoffatome gebunden ist", was das Wachstum von etwa 99% der marinen Mikroorganismen hemmt, lesen Sie die kürzlich durchgeführte StudieEine Extraktionskapazität von 7,12 mg / g - und vor allem das Peptidmaterial ist wiederverwendbar, was es nachhaltig macht. Die Ergebnisse dieser Studie könnten eine neue Tür für das Design kostengünstiger, nachhaltiger Materialien öffnen, die lebensfähige Kernkraftwerke liefern könnenTreibstoff.
Kernenergie gewinnt als nachhaltige Ressource an Glaubwürdigkeit
Dies folgt auf einen weiteren Durchbruch im Jahr 2018, als Forscher ein Garn entwarfen, mit dem natürliche Spuren von Uran im Meerwasser gewonnen werden können. Der Proof-of-Concept sammelte eine ausreichende Menge des Elements, um fünf Gramm Yellowcake zu beschaffenist eine pulverförmige Form von Urankonzentrat, die die Kernenergieerzeugung befeuern kann.
"Dies ist ein bedeutender Meilenstein", sagte Gary Gill vom Pacific Northwest National Laboratory PNNL in a Wissenschaftswarnung Bericht . "Dies weist darauf hin, dass dieser Ansatz letztendlich kommerziell attraktiven Kernbrennstoff aus den Ozeanen liefern kann - der größten Uranquelle der Erde."
Bemerkenswerte Wissenschaftler begrüßen die Idee, Kernenergie als nachhaltige Energieressource einzustufen, um die erwartete Stromlücke zu schließen, da fossile Brennstoffe in den kommenden Jahrzehnten eine zunehmend marginale Rolle spielen. Experten in der Europäischen Union haben einen Entwurf fertiggestellt. Erklärung der Kernenergie zu einer umweltfreundlichen Investition - kann die Voraussetzungen erfüllen, um sich als nachhaltige Energiequelle zu qualifizieren. Mit einer Technologie, mit der Uran aus den Weltmeeren gewonnen werden kann, könnte es eine führende Rolle bei klimaneutralen Alternativen spielen.