Chinesische Licht-Mikromotoren zur Uranentnahme aus Ozeanen

Da China sich auf einer Mission befindet, sich lösen und hin zu einem Mix aus erneuerbaren Energien und Kernspaltung, benötigt es eine stetige Versorgung mit Uran, um seine Reaktoren mit Strom zu versorgen. Letztes Jahr begann das größte Uranbergbauprojekt des Landes mit dem Betrieb.

Allerdings ist der asiatische Gigant immer noch ängig, um seine Reaktoren mit Strom zu versorgen. Schätzungen zufolge enthält Meerwasser etwa 4,5 Milliarden Tonnen Uran.

Allerdings ist seine Konzentration zu gering, um eine einfache und wirtschaftlich machbare Gewinnung zu ermöglichen. China nutzt derzeit seine Salzseen, um Kalium und Lithium zu gewinnen.

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Ein Forschungsteam unter der Leitung of Salt Lakes fand einen Weg, Uran aus diesen Seen mithilfe Methode beinhaltet einen metallorganischen Gerüst-Mikromotor (MOF).

Diese mikroskopisch kleinen Partikel sind etwa 30 Mal kleiner als ein menschliches Haar und messen nur 2 Mikrometer Breite. Das Material ist wie ein Schwamm, aber die Forscher passten seine innere Struktur an, um es über lange Zeiträume in Wasser stabil zu halten.

Das Molekül wird mit Wasserstoffperoxid aktiviert, und die Mikromotoren bewegen das Partikel mit 7 Mikrometern pro Sekunde. Sonnenlicht kann als Booster dienen, da es die Antriebsgeschwindigkeit des Partikels verdoppeln kann.

Technischer Hintergrund

Im Labor verwenden die Forscher das Material, um 406 Milligramm Uran pro Gramm zu gewinnen. Trifft das Material auf ein Uranion, fixiert es dieses in einer stabilen Mineralform und speichert es sicher.

Ein sich selbst laufendes System Frühere Versuche zur Extraktion ützten sich auf ein passives System, bei dem Adsorbentien stationär bleiben und auf die Passage, um diese einzufangen. Dieses neue System sucht jedoch aktiv nach Uranionen, während es durch das Wasser bewegt wird.

Interessanterweise beobachteten die Forscher auch kollektive Verhaltensweisen dieser Mikromotoren, darunter Jagen, Fliehen und Schwärmen mit kolloidalen Partikeln, als sich die Konzentrationen des Treibstoffs änderten. Dies ähnelte den Räuber-Beute-Systemen, die in der Biologie zu sehen sind.

Was die Studie zeigt

Die Forscher fügten jedoch einen Hinweis der Vorsicht hinzu und merkten an, dass die Technologie noch in einem frühen Stadium sei und nicht sofort in großem Maßstab eingesetzt werden könne. In bestimmten Systemen, wie den Salzwasserseen, die China derzeit für Kalium und Lithium nutzt, ist die Salinität zu hoch, damit die Systeme effizient laufen können.

Zhou glaubt, dass in den Salzwasserseen viel mehr extrahiert werden kann, als nur Kalium und Lithium. Neben Uran sind in diesen Seen auch strategische Elemente wie Rubidium und Caesium zu finden, und China lässt sie als Abfall zurück.

Laut einem Bericht des South China Morning Post können die Mikromotoren auch angepasst werden, um diese strategischen Materialien zurückzugewinnen.