Imagen que muestra iones de uranio acumulándose en el cátodo. - ACS CENTRAL SCIENCE, 2023, DOI: 10.1021/ACSC
MADRID, 13 Dic. (EUROPA PRESS) -
Investigadores han desarrollado un material para la extracción electroquímica que atrae los iones de uranio difíciles de extraer del agua de mar con más eficacia que los métodos existentes.
Según publican en la revista 'ACS Central Science' estos iones de uranio extraidos constituirían una fuente de combustible sostenible para generar energía nuclear.
Los reactores nucleares liberan la energía almacenada de forma natural en el interior de un átomo y la convierten en calor y electricidad rompiendo literalmente el átomo, un proceso conocido como fisión. El uranio se ha convertido en el elemento favorito para este proceso, ya que todas sus formas son inestables y radiactivas, lo que facilita su división.
Actualmente, este metal se extrae de las rocas, pero los yacimientos de mineral de uranio son finitos, pero la Agencia de la Energía Nuclear calcula que 4.500 millones de toneladas de uranio flotan en nuestros océanos en forma de iones de uranio disueltos. Esta reserva es más de 1.000 veces superior a la que hay en tierra.
Sin embargo, la extracción de estos iones ha demostrado ser un reto, ya que los materiales para hacerlo no tienen suficiente superficie para atrapar los iones con eficacia. Por eso, Rui Zhao, Guangshan Zhu y sus colegas de la Northeast Normal University, en China, querían desarrollar un material de electrodo con muchos recovecos microscópicos que pudiera utilizarse en la captura electroquímica de iones de uranio del agua de mar.
Para crear sus electrodos, el equipo partió de una tela flexible tejida con fibras de carbono. Recubrieron la tela con dos monómeros especializados que luego polimerizaron. A continuación, trataron la tela con clorhidrato de hidroxilamina para añadir grupos amidoxima a los polímeros. La estructura natural y porosa de la tela creó muchas bolsas diminutas en las que la amidoxima podía anidar y atrapar fácilmente los iones de uranilo.
En los experimentos, los investigadores colocaron la tela recubierta como cátodo en agua de mar natural o enriquecida con uranio, añadieron un ánodo de grafito y aplicaron una corriente cíclica entre los electrodos. Con el tiempo, en la tela del cátodo se acumularon precipitados de uranio de color amarillo brillante.
En las pruebas realizadas con agua de mar recogida en el mar de Bohai, los electrodos extrajeron 12,6 miligramos de uranio por gramo de agua en 24 días. La capacidad del material recubierto fue superior a la de la mayoría de los demás materiales extractores de uranio probados por el equipo.
Además, el uso de la electroquímica para atrapar los iones fue unas tres veces más rápido que simplemente dejar que se acumularan de forma natural en las telas. Los investigadores afirman que este trabajo ofrece un método eficaz para capturar uranio del agua de mar, lo que podría abrir los océanos como nuevos proveedores de combustible nuclear.
