Trung Quốc tiến một bước gần hơn tới 'kho báu' 4,5 tỷ tấn ngoài biển khơi
Siêu cường châu Á đã giới thiệu một loại vật liệu mới cho phép quốc gia này hấp thụ nguyên tố thiết yếu cho năng lượng hạt nhân từ nước biển.
Vật liệu hấp phụ mới giúp tiến gần với tham vọng năng lượng hạt nhân vô hạn
Trung Quốc đang nỗ lực khai thác nguồn uranium vô tận từ đại dương, một kim loại quan trọng cho năng lượng hạt nhân kể từ năm 1942, khi nhà vật lý Enrico Fermi xây dựng lò phản ứng hạt nhân đầu tiên tại Chicago, Mỹ. Trước đây, uranium chủ yếu được khai thác từ các mỏ quặng trên cạn, nhưng với tính chất không thể tái tạo của nó, các nhà khoa học toàn cầu đã tìm kiếm các phương pháp mới để thu được uranium từ biển.
Uranium là nguyên tố thiết yếu cho năng lượng hạt nhân kể từ năm 1942. Ảnh: RHJ/Getty Images
Cơ quan Năng lượng Hạt nhân (NEA) ước tính rằng có khoảng 4,5 tỷ tấn uranium dưới dạng các ion uranyl hòa tan lơ lửng trong các đại dương trên thế giới. Mới đây, Trung Quốc đã tiến một bước gần hơn tới mục tiêu khai thác nguồn tài nguyên này khi các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Năng lượng Sinh học và Quy trình Sinh học Thanh Đảo (QIBEBT) phát triển một loại vật liệu mới có khả năng chiết xuất uranium hiệu quả từ nước biển.
Nhóm nghiên cứu của QIBEBT, thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã giới thiệu một loại vật liệu hấp phụ mới gọi là "vi cầu hydrogel SA-DNA", được tạo ra từ sự kết hợp của natri alginate và các sợi DNA chức năng. Các vi cầu này có đường kính khoảng 2mm và chứa nhiều lỗ nhỏ kích thước micromet, cho phép chúng hấp phụ uranium từ nước biển.
Các vi cầu hydrogel SA-DNA được dùng để chiết xuất uranium từ nước biển. Ảnh: Science Direct
Vật liệu này có khả năng nhận biết và liên kết với các ion uranium, đồng thời dễ tổng hợp, xử lý và tái chế, giúp tiết kiệm chi phí và có tiềm năng lớn trong việc khai thác uranium từ biển.
"Tìm 1 gram muối trong 300.000 lít nước ngọt"
Việc chiết xuất uranium từ nước biển gặp nhiều thách thức do nồng độ uranium rất thấp và sự hiện diện của nhiều ion khác gây nhiễu. Nhiệm vụ này khó như "Tìm 1 gram muối trong 300.000 lít nước ngọt"
Tuy nhiên, kỹ thuật hấp phụ đang trở thành phương pháp phổ biến nhờ tính đơn giản, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.
So với các vật liệu hấp phụ hiện có, vật liệu mới của Trung Quốc cho thấy khả năng phát hiện và độ chọn lọc ion uranium cao hơn nhiều lần, mở ra cơ hội lớn cho việc khai thác uranium từ biển.
Nồng độ uranium cực thấp trong các đại dương trên Trái Đất - 1 tấn nước biển chỉ chứa 3,3 miligam uranium
Từ những năm 1950, các quốc gia đã cạnh tranh trong việc phát triển công nghệ khai thác uranium từ nước biển để biến năng lượng hạt nhân trở nên vô tận. Mặc dù có nhiều tiến bộ, việc chuyển đổi các phát hiện trong phòng thí nghiệm thành các dự án kỹ thuật kinh tế thực tế vẫn là một thách thức lớn.
Trung Quốc đang dẫn đầu trong lĩnh vực này với 27 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng, nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Tuy nhiên, do chất lượng quặng uranium trong nước thấp, Trung Quốc phải phụ thuộc vào nhập khẩu.
Để thúc đẩy công nghệ này, Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) đã thành lập một liên minh công nghiệp với 14 viện nghiên cứu trong nước vào năm 2019. Vào tháng 5/2023, phó tổng giám đốc CNNC nhấn mạnh tầm quan trọng chiến lược của công nghệ khai thác uranium từ nước biển, coi đây là lựa chọn chiến lược để đảm bảo sự phát triển bền vững và ổn định của ngành năng lượng hạt nhân Trung Quốc.
*Theo SCMP
