O echipă din SUA dezvoltă un sistem pentru extragerea uraniului din apa de mare la scară industrială

O nouă colaborare de cercetare din Statele Unite urmărește să ducă tehnologia de extragere a uraniului din apa de mare de la nivel experimental către utilizarea industrială în largul oceanului, scrie Interesting Engineering.

Compania SuperCritical Materials a încheiat un parteneriat cu Universitatea din Michigan pentru proiectarea și testarea unor sisteme offshore care ar putea permite utilizarea la scară largă a tehnologiei de recuperare a uraniului din apa de mare.

Compania deține deja o licență exclusivă pentru o tehnologie brevetată bazată pe un material adsorbant capabil să capteze uraniul dizolvat în apa de mare. Noua cercetare se va concentra însă pe partea mecanică a procesului: modul în care materialul poate fi introdus în apă, expus mediului marin și apoi recuperat în mod repetat.

Proiectul va fi coordonat de Maha Haji, profesor asistent de inginerie mecanică la Universitatea din Michigan și director al Symbiotic Engineering and Analysis Laboratory. Cercetările sale vizează inclusiv proiectarea unor sisteme offshore pentru recuperarea resurselor importante din oceane.

4,5 miliarde de tone de uraniu în oceane

Una dintre principalele provocări este trecerea de la tehnologia de laborator la un sistem capabil să funcționeze la scară industrială. Oceanele conțin aproximativ 4,5 miliarde de tone metrice de uraniu dizolvat, însă recuperarea acestuia presupune manipularea unor cantități foarte mari de material adsorbant, care trebuie introdus și scos din apă în mod repetat.

Cercetătorii de la Universitatea din Michigan vor analiza proprietățile mecanice ale materialului adsorbant dezvoltat de SuperCritical și modul în care acesta reacționează la solicitările la care este supus în timpul ambalării, introducerii în apă, expunerii la mediul marin și recuperării.

Echipa va testa și diferite metode de ambalare a materialului pentru sisteme instalate în apropierea țărmului, urmând să proiecteze și să construiască mai multe prototipuri capabile să îl introducă și să îl recupereze.

„Întrebarea nu mai este pur și simplu dacă uraniul poate fi extras din apa de mare. Întrebarea este dacă adsorbantul poate fi introdus în apă, expus și recuperat eficient și în mod repetat, la scară industrială”, a declarat Alexander Canon Bryan, președintele și directorul general al SuperCritical Materials.

Teste în condiții care imită mediul marin

Testarea prototipurilor este programată să aibă loc la Aaron Friedman Marine Hydrodynamics Laboratory al Universității din Michigan. Laboratorul dispune de bazine în care pot fi reproduse, în condiții controlate, valurile, curenții și alte caracteristici ale mediului marin.

Astfel, cercetătorii vor putea compara mai multe variante de echipamente și le vor putea analiza comportamentul hidrodinamic înainte ca acestea să fie testate în larg.

Maha Haji are deja experiență în acest domeniu. În timpul cercetării sale doctorale la MIT, ea a contribuit la dezvoltarea unor concepte pentru introducerea și recuperarea materialelor adsorbante pentru uraniu și a participat la fabricarea și testarea în ocean a unor sisteme de recuperare.

Cum funcționează tehnologia

Tehnologia pentru care SuperCritical Materials deține licența utilizează un material adsorbant care captează uraniul dizolvat atunci când apa de mare trece peste suprafața acestuia.

După o anumită perioadă de expunere, materialul este recuperat și procesat pentru extragerea uraniului captat.

Parteneriatul cu Universitatea din Michigan nu modifică procesul de bază al extracției. Cercetarea se concentrează asupra modului în care cantități mari de material adsorbant pot fi manipulate și introduse într-un ciclu repetitiv într-un sistem offshore, într-un mod suficient de sigur și eficient pentru viitoare operațiuni comerciale.

„Extragerea resurselor importante din ocean necesită mai mult decât un adsorbant performant. Este nevoie de un sistem offshore care să poată funcționa eficient, fiabil și responsabil în condiții marine dificile”, a declarat Maha Haji.

Cercetarea ar putea sta la baza unor proiecte pilot

Rezultatele programului de cercetare ar urma să fie folosite pentru dezvoltarea viitoarelor proiecte pilot offshore ale SuperCritical Materials.

Datele obținute vor contribui și la studiile de fezabilitate, la estimarea costurilor de operare și a investițiilor necesare, precum și la proiectarea unor sisteme demonstrative de dimensiuni mai mari.

Obiectivul final al companiei este să stabilească dacă recuperarea uraniului din apa de mare poate deveni competitivă la scară industrială și dacă această tehnologie ar putea contribui, în viitor, la aprovizionarea Statelor Unite cu combustibil pentru industria nucleară.