Los océanos contienen más de 4 mil millones de toneladas de uranio. Una cantidad suficiente para satisfacer las necesidades energéticas mundiales durante los próximos 10.000 años si tan solo pudiéramos capturar el elemento del agua de mar para alimentar plantas de energía nuclear.
Materiales que retienen uranio
Durante décadas, investigadores de todo el mundo han estado tratando de extraer uranio de los océanos, pero con poco éxito. En la década de 1990, científicos de la Japan Atomic Energy Agency (JAEA) han abierto el camino a los materiales que contienen uranio mientras está adherido o adsorbido en las superficies de material sumergido en agua de mar.
Para quien no recuerde bien el concepto de adsorción, es una propiedad fisicoquímica de los sólidos y líquidos que consiste en retener o concentrar en su superficie átomos, moléculas o iones de otras sustancias sólidas y fluidas en contacto con la propia superficie. Contrasta con la absorción que implica la penetración de sustancias fluidas en la masa de un sólido o líquido.
5 años de investigación para desarrollar nuevos adsorbentes
En 2011, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) lanzó un estudio para descubrir cómo extraer económicamente uranio del agua de mar. En 5 años, este team de investigadores ha desarrollado nuevos adsorbentes que reducen entre tres y cuatro veces el coste de extracción de uranio del agua de mar.
Actualmente, todas las habilidades y esfuerzos para tener éxito en este emprendimiento se concentran en el Fuel Resources Program de la Office of Nuclear Energy de DOE. Aquí es donde trabajan científicos de todo el mundo, incluidos investigadores en China y Japón en virtud de acuerdos con la Academia de Ciencias de China y la JAEA (Japan Atomic Energy Agency).
La síntesis de un material superior en la adsorción de uranio del agua de mar requirió de un equipo multidisciplinario y multiinstitucional. Para ello, participaron en la investigación químicos, científicos computacionales, ingenieros químicos, científicos marinos y economistas. Los estudios computacionales han proporcionado información sobre los grupos químicos que se unen selectivamente al uranio. Los termodinámicos proporcionaron información sobre la química del uranio y las especies químicas relevantes en el agua de mar. Los estudios cinéticos han descubierto los factores que controlan la velocidad a la que el uranio del agua de mar se une al adsorbente.
¿Será sostenible la energía nuclear?
Comprender las propiedades del adsorbente en el agua de mar es fundamental para desarrollar adsorbentes más baratos y prepararlos para absorber la mayor cantidad de uranio posible.
Si se dispusiera de una fuente económicamente viable y segura de combustible nuclear, como las aguas de los océanos, la energía nuclear sería una fuente de energía verdaderamente sostenible.
Para aquellos interesados en los últimos avances en esta área, encontrarán todos los artículos relevantes en la revista Industrial & Engineering Chemistry Research dell’American Chemical Society (ACS).
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