Китай совершил технологический прорыв, который может навсегда изменить мировой рынок ядерного топлива. Благодаря созданию инновационного материала PhosCage, ученым удалось добиться показателей извлечения урана из морской воды, которые кратно превосходят амбициозные планы американских энергетиков. Это достижение ставит КНР в авангард глобальной борьбы за контроль над океаническими ресурсами.
Как сообщает South China Morning Post, опираясь на данные исследователей, за успехом стоит работа команды из Циндаоской академии наук. Ученые сконструировали уникальную молекулярную структуру, напоминающую губку, с фосфатными группами, которые работают как высокоэффективные химические ловушки. Результаты тестов поражают: адсорбент способен удерживать до 50,4 мг урана на один грамм вещества, взятого из природной морской воды. Для сравнения, целевой ориентир Министерства энергетики США составлял всего 6 мг на грамм. Чтобы сделать технологию применимой в реальных условиях открытого моря, разработчики превратили материал в удобные миллиметрового размера шарики. Эти «сферы» показали эффективность на уровне 22,55 мг на грамм и сохранили свои свойства даже после семи циклов использования.
В Циндаоском институте биоэнергетики и биопроцессных технологий подчеркивают, что данный прорыв формирует фундамент для создания масштабных систем адсорбции будущего.
Для самого Китая эта технология — вопрос энергетической безопасности. Страна сталкивается с серьезным дефицитом собственного сырья: согласно статистике Всемирной ядерной ассоциации, в 2024 году добыча на внутренних рудниках составила лишь 1600 тонн, в то время как потребность атомных станций оценивается в 13 тысяч тонн. Такая пропасть вынуждает Пекин полагаться на импорт.
Потенциал океанов колоссален. Если на суше запасы урана оцениваются примерно в 7,9 млн тонн, то в морских водах их содержание может достигать 4,5 млрд тонн. Только в водах Средиземного моря сосредоточено около 12 млн тонн — этого объема хватило бы всей планете на 180 лет. Однако процесс извлечения крайне трудоемок: в одной тонне морской воды растворено всего 3,3 мг урана, а наличие ванадия и других примесей крайне затрудняет процесс очистки.
Американские коллеги из Окриджской и Тихоокеанской северо-западной национальных лабораторий пытались решить эту задачу годами. К 2016 году их разработки позволяли собирать около 6 мг урана на грамм, но высокая себестоимость процесса привела к тому, что после 2018 года американская программа была практически свернута.
Новая разработка китайских ученых, подробно описанная в журналах Journal of Hazardous Materials и Separation and Purification Technology, сумела обойти главную преграду — селективность. В условиях присутствия смеси металлов PhosCage демонстрирует явное предпочтение именно урану, игнорируя ванадий.
Тем не тем, скептики призывают к осторожности. Как отмечает SCMP, текущие тесты проводились в лабораторных установках, где вода пропускалась через систему, а не в суровых условиях реального океана. Кроме того, пока неизвестна итоговая экономическая целесообразность: стоимость полученного урана еще не подсчитана. Следующим этапом для исследователей станет масштабирование технологии и поиск путей снижения производственных затрат.
