Trung Quốc đạt bước tiến lớn trong chiết xuất uranium từ nước biển, mở toang cánh cửa cho điện hạt nhân

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển thành công các hạt hydrogel sử dụng sáp nến, giúp chiết xuất uranium từ nước biển hiệu quả, mở ra cơ hội mới cho ngành năng lượng hạt nhân toàn cầu.

Theo nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý Hóa học Đại Liên, phương pháp này có tiềm năng to lớn trong việc cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân thông qua nguồn uranium dồi dào trong đại dương – ước tính lên tới 4,5 tỷ tấn, gấp 1.000 lần so với trữ lượng trên đất liền.

Bằng phương pháp đúc sáp mới, các nhà khoa học đã tạo ra các hạt hydrogel xốp, sau đó chế tạo thành vật liệu polyme có khả năng hấp thụ ion uranium. Khi thử nghiệm trong nước biển ven bờ, mỗi gam hạt có thể chiết xuất 4,79 mg uranium sau 15 ngày, trong khi con số này đạt 8,23 mg trong nước biển mô phỏng. Đặc biệt, các hạt đạt hiệu suất chiết xuất từ 95,9% đến 99,5% trong nước chứa uranium nhân tạo sau 10 ngày.

Hạt hấp thụ có kích thước khoảng 3mm, được bao bọc trong polymer alginate-polyacrylic, có độ bền cơ học cao và khả năng tái sử dụng – hiệu suất chỉ giảm 31,2% sau năm lần sử dụng liên tiếp.

Việc khử carbon toàn cầu đang là ưu tiên trong giảm phát thải, và năng lượng hạt nhân được xem là một trong những giải pháp tiềm năng. Cuộc đua AI cũng thúc đẩy nhu cầu sử dụng điện lớn và các phương pháp sản xuất năng lượng như điện hạt nhân. Tuy nhiên, trữ lượng uranium trên đất liền chỉ có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng hạt nhân trong khoảng một thế kỷ.

Trung Quốc hiện là quốc gia xây dựng nhiều nhà máy điện hạt nhân nhất thế giới, tuy nhiên vẫn phụ thuộc vào nguồn uranium nhập khẩu do quặng trong nước có chất lượng thấp. Khai thác nguồn uranium từ đại dương được kỳ vọng sẽ mang lại lợi ích to lớn cho phát triển năng lượng bền vững.

Uranium trong nước biển có nồng độ rất thấp, gây khó khăn cho việc chiết xuất. Tuy nhiên, vật liệu polyamidoxime – vốn có ái lực cao với kim loại – được sử dụng trong các hạt hydrogel đã chứng minh tính hiệu quả vượt trội.

Nhóm nghiên cứu nhận định phương pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí, dễ vận hành, mà còn có thể mở rộng quy mô sản xuất. “Việc khai thác các nguồn uranium phi truyền thống sẽ mang lại lợi ích lớn trong sản xuất điện bền vững,” nhóm viết trong báo cáo công bố trên tạp chí khoa học Advanced Functional Materials.

Bước tiến này đánh dấu nỗ lực mới trong cuộc đua toàn cầu nhằm tìm kiếm các giải pháp năng lượng bền vững, góp phần đảm bảo nguồn cung uranium dài hạn cho các nhà máy điện hạt nhân.

Theo SCMP

>> Trung Quốc lên kế hoạch phê duyệt thêm 100 lò phản ứng hạt nhân ngay trong thập kỷ tới