Pour la première fois, des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory et de LCW Supercritical Technologies ont créé cinq grammes de yellowcake, une forme en poudre d'uranium utilisée pour produire du combustible pour la production d'énergie nucléaire, en utilisant des fibres acryliques pour l'extraire de l'eau de mer.

"C'est une étape importante, " a déclaré Gary Gill, chercheur au PNNL, un laboratoire national du ministère de l'Énergie, et le seul avec une installation de recherche marine, situé à Sequim, Wash. "Cela indique que cette approche peut éventuellement fournir du combustible nucléaire commercialement attrayant dérivé des océans, la plus grande source d'uranium sur terre."

C'est là que LCW, a Moscou, La société d'énergie propre de l'Idaho entre en jeu. LCW avec le soutien précoce du PNNL par l'intermédiaire du Bureau de l'énergie nucléaire du DOE, développé une fibre acrylique qui attire et retient l'uranium dissous naturellement présent dans l'eau de l'océan.

"Nous avons modifié chimiquement le régulier, fil pas cher, de le transformer en un adsorbant sélectif pour l'uranium, efficace et réutilisable, " dit Chien Wai, président de LCW Supercritical Technologies. « Les capacités du PNNL à évaluer et tester le matériau, ont été d'une valeur inestimable pour faire avancer cette technologie."

Wai est un ancien professeur de l'Université de l'Idaho qui, avec son collègue Horng-Bin Pan, a participé à des recherches antérieures financées par le DOE pour développer des matériaux afin d'augmenter la disponibilité nationale d'uranium, qui est principalement importé aux États-Unis actuellement.

Wai a fondé LCW et, avec le financement du programme Small Business Innovation Research, a élaboré une nouvelle approche pour adsorber l'uranium sur une molécule ou un ligand chimiquement lié à la fibre acrylique. Le résultat est un adsorbant polymère d'aspect ondulé qui peut être déployé dans un environnement marin, est durable et réutilisable.

Le matériau adsorbant est peu coûteux, selon Wai. En réalité, il a dit, même les déchets de fil peuvent être utilisés pour créer la fibre polymère. Les propriétés adsorbantes du matériau sont réversibles, et l'uranium capturé est facilement libéré pour être transformé en yellowcake. Une analyse de la technologie suggère qu'elle pourrait être compétitive par rapport au coût de l'uranium produit par l'exploitation minière terrestre.

Les chercheurs du PNNL ont mené à ce jour trois tests distincts des performances de l'adsorbant en l'exposant à de grands volumes d'eau de mer de la baie de Sequim à côté de son laboratoire de sciences marines. L'eau était pompée dans un réservoir de la taille d'un grand bain à remous.

"Pour chaque essai, nous avons mis environ deux livres de fibre dans le réservoir pendant environ un mois et pompé l'eau de mer rapidement, pour imiter les conditions en haute mer", a déclaré Gill. "LCW a ensuite extrait l'uranium de l'adsorbant et, de ces trois premiers tests, nous avons environ cinq grammes, à peu près le poids d'un nickel. Cela peut sembler peu, mais ça peut vraiment s'additionner."

Gill note que l'eau de mer contient environ trois parties par milliard d'uranium. On estime qu'il y a au moins quatre milliards de tonnes d'uranium dans l'eau de mer, qui est environ 500 fois la quantité d'uranium connue pour exister dans les minerais terrestres, qui doit être miné.

L'extraction d'uranium souterrain présente des défis environnementaux que l'extraction des océans n'a pas rencontrés. Et Wai dit les fibres, qui ont une affinité pour plus de métaux lourds que l'uranium, peut probablement être utilisé un jour pour nettoyer les cours d'eau toxiques eux-mêmes. Il dit que les fibres ont le potentiel d'extraire le vanadium, un métal coûteux utilisé dans les batteries à grande échelle, des océans au lieu de l'exploiter à partir du sol.

Pour l'instant, sur la base des tests à grande échelle réussis à Sequim et d'une production importante de yellowcake, LCW sollicite un financement supplémentaire du SBIR pour une démonstration sur le terrain d'extraction d'uranium, être dirigé par le PNNL, dans le golfe du Mexique, où l'eau est beaucoup plus chaude. Le matériau fonctionne beaucoup mieux dans les eaux plus chaudes et les taux d'extraction dans le golfe devraient être trois à cinq fois plus élevés, rendant ainsi plus économique l'obtention d'uranium à partir de l'eau de mer.

La technologie de l'adsorbant est en train d'être concédée sous licence à LCW.