Công nghệ mới chiết xuất uranium từ nước biển: bước tiến đột phá cho năng lượng hạt nhân bền vững
Năng lượng hạt nhân luôn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn năng lượng cho thế giới. Tuy nhiên, việc khai thác uranium từ đất liền ngày càng gặp nhiều thách thức. Một phát hiện đột phá gần đây từ các nhà khoa học Trung Quốc đã mở ra triển vọng mới cho việc chiết xuất uranium từ nước biển, hứa hẹn mang lại nguồn năng lượng giá rẻ và vô tận.
Uranium, kim loại nặng không tái tạo, là nguồn năng lượng chính cho các lò phản ứng hạt nhân. Trước đây, quặng uranium được chiết xuất chủ yếu từ đá. Tuy nhiên, nước biển chứa một lượng ion uranium loãng mà các nhà khoa học đang nỗ lực khai thác. Nghiên cứu từ Viện Công nghệ Năng lượng sinh học và Quy trình sinh học Thanh Đảo (Trung Quốc) đã tạo ra các vi cầu hydrogel SA-DNA, sử dụng các sợi DNA chức năng và natri alginate (SA) để hấp phụ chọn lọc các ion uranyl (UO2^2+).
Các vi cầu hydrogel SA-DNA này đã chứng minh khả năng chọn lọc urani cao hơn đáng kể so với các phương pháp truyền thống sử dụng nhóm amidoxime. Với tỷ lệ urani-vanadi đạt 43,6 trong nước biển mô phỏng và 8,62 trong nước biển tự nhiên, công nghệ mới này không chỉ hiệu quả mà còn có độ bền cơ học cao, khả năng tái chế, không tốn kém, dễ sản xuất và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, các chất hấp phụ dựa trên DNA còn có thể chiết xuất thêm các ion kim loại có giá trị khác từ nước biển.
Cơ quan Năng lượng Hạt nhân (NEA) ước tính có khoảng 4,5 tỷ tấn uranium trong đại dương, lớn gấp hơn 1.000 lần lượng uranium trên đất liền. Tuy nhiên, khai thác uranium từ đại dương được ví như tìm kiếm một gam muối trong 300.000 lít nước ngọt. Sự phát triển công nghệ chiết xuất uranium từ nước biển đánh dấu bước tiến quan trọng của Trung Quốc trong tham vọng năng lượng hạt nhân.
Hiện tại, Trung Quốc đã xây dựng 27 lò phản ứng hạt nhân và đặt mục tiêu xây dựng thêm 150 lò trong giai đoạn từ năm 2020 đến 2035. Quốc gia này cũng tuyên bố đã tự sản xuất khoảng 90% công nghệ cần thiết cho lò phản ứng hạt nhân thế hệ thứ tư đầu tiên trên thế giới.
Việc chiết xuất uranium từ nước biển không chỉ mang lại tiềm năng về một nguồn năng lượng giá rẻ và vô tận mà còn khẳng định vị thế tiên phong của Trung Quốc trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Phát minh này mở ra cơ hội mới cho việc khai thác tài nguyên từ đại dương, góp phần quan trọng vào sự phát triển bền vững của ngành năng lượng toàn cầu.
