Per la prima volta, i ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory e LCW Supercritical Technologies hanno creato cinque grammi di yellowcake, una forma in polvere di uranio utilizzata per produrre combustibile per la produzione di energia nucleare, utilizzando fibre acriliche per estrarlo dall'acqua di mare.

"Questo è un traguardo importante, "ha detto Gary Gill, un ricercatore al PNNL, un laboratorio nazionale del Dipartimento dell'Energia, e l'unico con un centro di ricerca marina, situato a Sequim, Wash. "Indica che questo approccio alla fine può fornire combustibile nucleare commercialmente attraente derivato dagli oceani, la più grande fonte di uranio sulla terra".

Ecco dove LCW, una Mosca, Entra in scena la compagnia di energia pulita dell'Idaho. LCW con il supporto iniziale del PNNL attraverso l'Ufficio per l'energia nucleare del DOE, ha sviluppato una fibra acrilica che attrae e trattiene l'uranio disciolto naturalmente presente nell'acqua dell'oceano.

"Abbiamo modificato chimicamente regolari, filato poco costoso, per convertirlo in un adsorbente selettivo per l'uranio, efficiente e riutilizzabile, " ha detto Chien Wai, presidente di LCW Supercritical Technologies. "Le capacità di PNNL nel valutare e testare il materiale, hanno avuto un valore inestimabile nel portare avanti questa tecnologia."

Wai è un ex professore dell'Università dell'Idaho che, insieme al collega Horng-Bin Pan, è stato coinvolto in una precedente ricerca finanziata dal DOE per sviluppare materiali al fine di aumentare la disponibilità interna di uranio, che è per lo più importato negli Stati Uniti attualmente.

Wai fondò LCW e, con i finanziamenti del programma Small Business Innovation Research, ha elaborato un nuovo approccio per adsorbire l'uranio su una molecola o un ligando che è legato chimicamente alla fibra acrilica. Il risultato è un adsorbente polimerico dall'aspetto ondulato che può essere utilizzato in un ambiente marino, è durevole e riutilizzabile.

Il materiale assorbente è poco costoso, secondo Wai. Infatti, Egli ha detto, anche il filato di scarto può essere utilizzato per creare la fibra polimerica. Le proprietà adsorbenti del materiale sono reversibili, e l'uranio catturato viene facilmente rilasciato per essere trasformato in yellowcake. Un'analisi della tecnologia suggerisce che potrebbe essere competitiva con il costo dell'uranio prodotto attraverso l'estrazione terrestre.

Finora i ricercatori del PNNL hanno condotto tre test separati sulle prestazioni dell'adsorbente esponendolo a grandi volumi di acqua di mare da Sequim Bay vicino al suo laboratorio di scienze marine. L'acqua veniva pompata in un serbatoio delle dimensioni di una grande vasca idromassaggio.

"Per ogni prova, abbiamo messo circa due libbre di fibra nel serbatoio per circa un mese e abbiamo pompato rapidamente l'acqua di mare, per imitare le condizioni in mare aperto", ha detto Gill. "LCW ha quindi estratto l'uranio dall'adsorbente e, da queste prime tre prove, abbiamo circa cinque grammi, circa quanto pesa un nichelino. Potrebbe non sembrare molto, ma può davvero sommarsi".

Gill osserva che l'acqua di mare contiene circa tre parti per miliardo di uranio. Si stima che ci siano almeno quattro miliardi di tonnellate di uranio nell'acqua di mare, che è circa 500 volte la quantità di uranio nota per esistere nei minerali terrestri, che deve essere estratto.

L'estrazione di uranio sotterraneo presenta sfide ambientali non incontrate con l'estrazione dagli oceani. E Wai dice le fibre, che hanno affinità per più metalli pesanti del solo uranio, può essere probabilmente utilizzato un giorno per ripulire i corsi d'acqua tossici stessi. Dice che le fibre hanno il potenziale per estrarre il vanadio, un metallo costoso utilizzato nelle batterie su larga scala, dagli oceani invece di estrarlo dal suolo.

Per adesso, sulla base del successo dei test su larga scala in Sequim e della significativa produzione di yellowcake, LCW sta richiedendo ulteriori finanziamenti SBIR per una dimostrazione sul campo di estrazione dell'uranio, essere guidato da PNNL, nel Golfo del Messico, dove l'acqua è molto più calda. Il materiale si comporta molto meglio in acque più calde e i tassi di estrazione nel Golfo dovrebbero essere da tre a cinque volte superiori, rendendo quindi più economico ottenere uranio dall'acqua di mare.

La tecnologia adsorbente è in procinto di essere concessa in licenza a LCW.