Nueva fuente de energía: extraer uranio del agua de mar

Una de las opciones que barajan los expertos en energías sostenibles es la de la energía nuclear. Para esto es imprescindible contar con uno de los combustibles cuyo manejo, a largo plazo, es más problemático. Al igual que su obtención. Aunque la concentración de uranio en el agua de mar es sólo de unos 3 microgramos por litro, se estima que la cantidad de uranio disuelto en los océanos del mundo asciende a 4.500 millones de toneladas de uranio metálico (tU). Por el contrario, se estima que el recurso terrestre convencional actual asciende a unos 17 millones de tU. En los océanos hay más de 264 veces más uranio que en tierra firme. Y una nueva forma de extraerlo.

Los reactores de energía nuclear liberan la energía almacenada naturalmente dentro 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 depósitos de mineral de uranio son finitos.

Los océanos cubren la mayor parte de la superficie de la Tierra y sustentan una asombrosa cantidad de formas de vida, pero también albergan una población diluida de iones de uranio. Y, si podemos sacar estos iones particulares del agua, podrían ser una fuente de combustible sostenible para generar energía nuclear, de acuerdo con un reciente estudio publicado en ACS Central Science. Los autores, liderados por Rui Zhao, de la Northeast Normal University, han desarrollado un material para usar con extracción electroquímica que atrae iones de uranio de manera más eficiente que los métodos existentes.

Para ello crearon unos electrodos basados en una tela flexible tejida con fibras de carbono. Cubrieron la tela con dos monómeros (moléculas unidas a otras similares que forman enlaces químicos y macromoléculas llamadas polímeros). Luego, trataron la tela con clorhidrato de hidroxilamina (un inhibidor de ciertas reacciones químicas). La estructura natural y porosa de la tela creó muchas bolsas pequeñas para que la amidoxima se alojara y atrapara fácilmente los iones de uranio. En los experimentos, los investigadores colocaron la tela recubierta como cátodo en agua de mar de origen natural o enriquecida con uranio, agregaron un ánodo de grafito y pasaron una corriente cíclica entre los electrodos. Con el tiempo, se acumularon precipitados de color amarillo brillante a base de uranio.

En las pruebas con agua de mar extraída del mar de Bohai (China), los electrodos extrajeron 12,6 miligramos de uranio por gramo de agua durante 24 días. La capacidad del material recubierto fue mayor que la de la mayoría de los otros materiales de extracción de uranio probados por el equipo. Además, utilizar la electroquímica para atrapar los iones fue aproximadamente tres veces más rápido. Los resultados muestran que su estudio ofrece un método eficaz para capturar uranio del agua de mar, lo que podría abrir los océanos como nuevos proveedores de combustible nuclear.