Quốc gia có diện tích gấp 29 lần Việt Nam vừa tìm ra cách chiết xuất 4,5 tỷ tấn uranium từ nước biển giá rẻ

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ năng lượng sinh học và quy trình sinh học Thanh Đảo (QIBEBT) thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc, gần đây đã đạt được một bước tiến quan trọng trong việc chế tạo một loại vật liệu mới. Vật liệu này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn có khả năng hấp phụ uranium đặc biệt.

Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Kỹ thuật Hóa học, nhận được sự quan tâm và đánh giá cao từ cộng đồng khoa học quốc tế.

Theo đó, vật liệu hấp phụ hoạt động dựa trên nguyên lý cho phép các chất rắn, khí, hoặc chất lỏng hòa tan bám vào bề mặt của nó. Vật liệu mới này bao gồm các hạt tròn, rỗng và rất nhỏ được gọi là "vi cầu hydrogel SA-DNA". Những vi cầu này có cấu trúc hữu cơ, đường kính khoảng 2mm và chứa nhiều lỗ nhỏ với kích thước tính bằng micromet.

Vật liệu này được tạo ra thông qua sự kết hợp giữa natri alginate, một chất dễ tìm thấy và chiết xuất từ tảo bẹ hoặc các nguồn thiên nhiên khác cùng với các sợi DNA chức năng. Những sợi DNA này có khả năng đặc biệt để nhận biết và kết nối với các ion uranium.

Theo South China Morning Post chia sẻ ngày 25/7, uranium là một nguyên tố quan trọng đối với năng lượng hạt nhân và thường được khai thác từ đá theo phương pháp truyền thống. Tuy nhiên, vì uranium là nguồn năng lượng không thể tái tạo, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm các nguồn uranium vô tận trong các đại dương trên toàn thế giới. Điều này nhằm đảm bảo sự cung cấp liên tục và bền vững của uranium để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

Cơ quan Năng lượng hạt nhân của OECD, có trụ sở tại Pháp, ước tính rằng các đại dương trên toàn cầu chứa khoảng 4,5 tỷ tấn uranium dưới dạng các ion uranyl hòa tan. Con số này lớn hơn hơn một nghìn lần so với lượng uranium có trên đất liền. Tuy nhiên, việc chiết xuất uranium từ nước biển gặp nhiều khó khăn do nồng độ uranium cực thấp, với chỉ 3,3mg uranium trong mỗi tấn nước biển và sự hiện diện của nhiều ion khác hòa lẫn trong môi trường biển.

Do đó, các nhà nghiên cứu đã tìm ra nhiều phương pháp để chiết xuất uranium từ nước biển, trong đó hấp phụ được coi là kỹ thuật phổ biến nhất nhờ tính đơn giản, tiết kiệm chi phí, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Vật liệu hấp phụ này được tạo ra bằng cách kết hợp enzyme chứa DNA, một loại DNA đặc biệt, và các vi cầu tổng hợp. Các vi cầu này được hình thành từ sự trao đổi ion giữa natri alginate và canxi.

Trong đó, enzyme đóng vai trò như "máy dò" bởi chúng chỉ hoạt động khi liên kết với các ion kim loại cụ thể. Sau đó, các vi cầu với khả năng hấp phụ nhanh chóng sẽ phát huy tác dụng, thu giữ các ion uranium từ nước biển. So với các vật liệu hấp phụ hiện có, vật liệu hấp phụ do Trung Quốc phát triển có khả năng phát hiện uranium vượt trội với độ chọn lọc ion uranium cao hơn 43 lần so với ion vanadi. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của vật liệu này trong việc chiết xuất uranium từ đại dương.

Được biết, Trung Quốc hiện có 27 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng, nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Tuy nhiên, quặng uranium trong nước có chất lượng thấp, khiến Trung Quốc phải phụ thuộc vào nhập khẩu để cung cấp nhiên liệu cho các lò phản ứng này.

Trung Quốc có tên chính thức là Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa, tọa lạc tại khu vực Đông Á, thủ đô là Bắc Kinh. Với diện tích xấp xỉ 9,6 triệu km², Trung Quốc rộng gấp khoảng 29 lần so với Việt Nam.

>> Láng giềng Việt Nam khởi công dự án sản xuất uranium tự nhiên lớn nhất cả nước