¿Combustible nuclear sostenible? Desarrollan nuevo método para obtener uranio del mar
Investigadores han elaborado un material que logra captar iones de uranio de manera eficiente en comparación a otros métodos, abriendo la puerta a una fuente de energía nuclear más amigable con el medioambiente.
La exploración para obtener nuevas fuentes de energía es un tema “inagotable” en la comunidad científica. Sin embargo, la mayoría de recursos que usamos actualmente para obtenerla no lo son, y esto representa un importante desafío en el camino hacia el desarrollo de energías limpias y sostenibles.
Una de las alternativas que se ha explorado a través de la historia es la energía nuclear –con puntos a favor y en contra como todo en la vida–, y que gracias al avance de la investigación científica y la innovación, se ha convertido en una candidata a tener en cuenta.
Así lo han demostrado investigadores de la Universidad Normal del Noreste en China, donde desarrollaron un material para obtener combustible nuclear de manera sostenible, a través de la extracción electroquímica de iones de uranio del agua del mar.
Uranio, el rockstar de la energía nuclear
Los protagonistas de esta historia son el mar, el uranio y un proceso químico llamado electrólisis. Refrescando un poco nuestras clases de química, es importante recordar que este método permite separar los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.
Actualmente el uranio usado en las centrales de energía nuclear se extrae de yacimientos mineros, donde el recurso es limitado. Aquí es donde entra el imponente mar con toda su riqueza a ofrecer una nueva alternativa.
Datos de la Agencia de Energía Nuclear calculan que 4 mil 500 millones de toneladas de uranio flotan en nuestros océanos en forma de iones de uranilo disueltos. Esta reserva es más de mil veces superior a la existente en tierra, pero ¿cómo podemos obtenerlo y usarlo?
Electrodos "inteligentes" para una extracción eficiente
La respuesta está en la creación estrella de esta investigación: los electrodos flexibles. Estos “imanes” del uranio submarino se encargan de atraer y capturar los iones presentes en el agua de mar.
Imaginemos esto como la búsqueda de un tesoro. Queremos atrapar iones de uranio, pero la superficie de los materiales disponibles es como una llanura, no tiene muchos lugares para atraparlos. Así que, estos científicos decidieron crear un material de electrodo con muchos pequeños escondites, como cuevas microscópicas, para atraparlos de manera más eficiente.
Tal como se explica en el artículo publicado en la revista ACS Central Science, el equipo usó una tela flexible tejida con fibras de carbono y aplicaron un tratamiento químico para hacerla “atractiva” para los iones de uranio.
Esperanzas para un combustible nuclear sostenible
Aunque todo el proceso químico es mucho más complejo de lo que se lee aquí, en palabras simples la “magia” (o mejor dicho, la ciencia) ocurre cuando se aplica un campo eléctrico a estos electrodos, donde ocurre una "danza química" reversible en la que los iones del uranio se transforman en precipitados amarillos brillantes.
La idea de aprovechar la riqueza inagotable del agua de mar para obtener uranio podría revolucionar la forma en que alimentamos nuestras centrales nucleares. Este método no solo promete sostenibilidad ambiental, sino que también reduce la presión sobre las fuentes tradicionales para la obtención de uranio.
Referencia de la noticia:
Zhao R., Zhu.G., et all. Self-Standing Porous Aromatic Framework Electrodes for Efficient Electrochemical Uranium Extraction. ACS Central Science. (2023)