Een nieuwe methode om uranium uit zeewater te halen kan kernenergie ook binnen het bereik van landen zonder uraniummijnen brengen.

Het is al lang bekend dat zeewater hele kleine hoeveelheden uranium bevat. “De concentraties zijn laag,” vertelt onderzoeker Yi Cui. “Vergelijkbaar met ongeveer één enkel zoutkorreltje dat opgelost is in één liter water. Maar de oceanen zijn zo omvangrijk dat de voorraad uranium – als we deze kleine hoeveelheden aan het water kunnen onttrekken – enorm is.”

Vezels
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat uranium dat oplost in zeewater zich bindt aan zuurstof, waardoor zogenoemde uranyl-ionen met een positieve lading ontstaan. Die uranyl-ionen kunnen aan het water onttrokken worden door plastic vezels met daarin het stofje amidoxime in het zeewater te laten zakken. De uranyl-ionen blijven namelijk ‘plakken’ aan amidoxime. Zodra de vezels verzadigd zijn, moet het plastic behandeld worden om het uranyl te bevrijden. Vervolgens kan het – na enige bewerking – gebruikt worden in reactoren. Is deze methode om uranium uit zeewater te halen nu praktisch? Dat is eigenlijk afhankelijk van drie factoren. Ten eerste: hoeveel uranyl blijft er aan de vezels plakken? Hoe snel kunnen de ionen gevangen geworden? En hoe vaak kunnen de vezels hergebruikt worden?

Kernenergie

Heeft kernenergie de toekomst? Die vraag stelden we vorig jaar – 30 jaar na de Tsjernobyl-ramp – aan een aantal deskundigen. Lees hier hun reactie.

Betere vezels
Cui en collega’s zijn er nu in geslaagd om op alledrie de punten vooruitgang te boeken. En wel door een nieuwe uranium-vangende vezel te ontwikkelen. Deze vezel bevat koolstof en amidoxime. Bovendien wordt er een elektrische lading doorheen gejaagd. Dat laatste verandert de eigenschappen van de vezel zodanig dat deze veel meer uranyl-ionen kan verzamelen. Experimenten wijzen uit dat de vezel zeker negen keer meer uranyl kan opnemen dan eerdere vezels. Bovendien doet de vezel dat veel sneller: in een periode van elf uur kan deze drie keer meer uranyl-ionen opnemen dan eerder ontwikkelde vezels. Daarnaast is de levensduur van de vezels veel langer. “Er is nog veel werk te verzetten, maar dit zijn belangrijke stappen.”

De wetenschappers stellen dat het onderzoek heel belangrijk is. Als we minder afhankelijk willen worden van fossiele brandstoffen, zullen we alternatieve vormen van energie moeten omarmen. Zonne- en windenergie zijn zulke alternatieven. Maar sommige onderzoekers achten kernenergie eveneens onmisbaar als we van de fossiele brandstoffen af willen. De productie van energie kan in een kerncentrale namelijk af worden gestemd op de vraag. Met zonne- en windenergie is dat veel lastiger. “We hebben kernenergie nodig om een brug te slaan naar een toekomst zonder fossiele brandstoffen,” denkt onderzoeker Steven Chu. “Uranium onttrekken aan zeewater geeft landen die geen uranium bezitten de zekerheid dat ook zij over het ruwe materiaal kunnen beschikken dat ze nodig hebben om aan hun energiebehoeften te voldoen.”