Разведанные запасы урана на суше оцениваются примерно в 7,9 млн тонн, тогда как в мировом океане, по оценкам, содержится около 4,5 млрд тонн этого металла. Однако, уран в морской воде содержится в ничтожной концентрации — около 3,3 мг на тонну, что сопоставимо с щепоткой соли, брошенной в бассейн. Для того чтобы извлечь оттуда значимое количество урана, необходимо переработать гигантские объемы воды, при этом избирательно отделить уран от множества других элементов, особенно ванадия, который конкурирует за те же химические центры захвата.
Команда из Института биоэнергетики и биотехнологических процессов Циндао при Китайской академии наук разработала миллиметровые гранулы из материала, названного ими PhosCage. Эта «фосфатная клетка» улавливает уранил, отсеивая ванадий, а губчатая структура с большой площадью поверхности обеспечивает высокую емкость захвата, сообщает SCMP.
Материал PhosCage продемонстрировал исключительную адсорбцию и обеспечил рекордную емкость 50,4 мг·г⁻¹ в природной морской воде, что в 8,4 раза превышает базовый показатель, установленный специалистами Министерства энергетики США. Для практичности материал был сформирован в миллиметровые шарики, которые сохраняли работоспособность в течение семи циклов регенерации, извлекая 22,55 мг/г.
В реальных условиях КПД материала неминуемо снизится, принимая во внимание воздействие течений и волн, обрастание абсорбента морскими организмами, долговечности материалов, извлечения адсорбента и затрат на переработку. В ближайших планах исследователей — заняться масштабированием производства материала и снижением затрат на извлечение урана из морской воды.
Добыча урана из морской воды — привлекательное направление для Китая, который в 2024 году добыл всего 1600 тонн этого элемента, тогда как потребности реакторов КНР составили около 13 000 тонн. Морская экстракция выглядит заманчивой стратегией обретения независимости от импорта.
Весной китайские ученые разработали самодвижущийся материал на основе металл-органических каркасов, способный активно перемещаться в воде и захватывать ионы урана с невероятной эффективностью — 406 мг на грамм материала.
