Uranium, một nguyên tố phóng xạ tự nhiên, hầu hết được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Khi nhu cầu điện hạt nhân tăng trên toàn cầu, nhu cầu về uranium cũng ngày càng tăng.

Đây là một nguồn tài nguyên hữu hạn, nhưng vì các đại dương được ước tính chứa hơn 4,5 tỷ tấn uranium, gấp khoảng 1.000 lần so với trữ lượng trên đất liền, việc chiết xuất từ nước biển có thể là một cách tiếp cận bền vững hơn đối với năng lượng hạt nhân.

Tuy nhiên, có nồng độ uranium rất thấp trong nước biển khi tỷ lệ ước tính chỉ khoảng 3,3 microgam / lít, khiến việc khai thác từ đại dương trở nên khó khăn và tốn kém hơn nhiều so với khai thác từ lòng đất.

Các nhà khoa học đã nhìn thấy tiềm năng sử dụng uranium ở đại dương để làm nhiên liệu cho năng lượng hạt nhân vào những năm 1950, nhưng phải đến những năm 1980, các nhà nghiên cứu Nhật Bản mới phát triển cách chiết xuất nó và sử dụng một hợp chất hóa học gọi là amidoxime để liên kết với các hạt uranium trôi nổi.

Nghiên cứu mới do các nhà khoa học tại Học viện Khoa học Trung Quốc đứng đầu đã tập trung vào việc cải thiện khả năng hấp phụ của hợp chất này. Phát hiện của họ đã được công bố trên tạp chí Nature S Bền vững vào cuối tháng 11.

Các nhà khoa học đã tạo ra một lớp màng xốp được mô phỏng theo các mảnh vỡ có trong tự nhiên, giống như các mạch máu. Họ phát hiện ra rằng màng  được bão hòa trong amidoxime chiết xuất uranium hiệu quả hơn đáng kể so với các vật liệu khác được sử dụng trước đây, với khả năng hấp thụ cao hơn 20 lần.

“Các phần đứt gãy như mạch máu có mặt khắp nơi trong các hệ thống sinh học. Chúng cho phép trao đổi và chuyển hóa các chất một cách tối ưu. Nó đã truyền cảm hứng cho chúng tôi trong việc thiết kế các chất hấp thụ mới", Yang Linsen, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố.

Trong khoảng thời gian 4 tuần, họ phát hiện ra rằng 1 gam màng chiết xuất được tới 9,03 miligam uranium từ nước biển tự nhiên, một trong những sản lượng cao nhất khi sử dụng phương pháp này.

Nghiên cứu cho biết: “Công trình của chúng tôi cung cấp một phương pháp phổ biến để tăng cường khả năng ứng dụng của polyme xốp làm chất hấp thụ uranium dựa trên màng hiệu quả".

Họ cũng lưu ý rằng màng đã hấp thụ một số phân tử khác từ nước biểnnhư vanadi, sắt, kẽm và đồng, vì vậy cần phải có một phương pháp để tách chúng ra.

“Tuy nhiên, tiến bộ hiện tại, cùng với nỗ lực của các nhà nghiên cứu khác trên toàn cầu đang tích cực điều tra chủ đề này, đã giúp chúng ta ngày càng tiến gần hơn đến sự phát triển của một chất hấp thụ khả thi", các nhà khoa học có trụ sở tại Hoa Kỳ cho biết.

Biến đổi khí hậu đã thúc đẩy sự phát triển điện hạt nhân ở nhiều nước, đặc biệt là ở Trung Quốc. Quốc gia này có khoảng 50 gigawatt công suất hạt nhân được lắp đặt vào cuối năm ngoái, với 18,5GW đang được xây dựng.

Bắc Kinh có kế hoạch lắp đặt 120GW công suất hạt nhân vào năm 2030 - tương đương 8% sản lượng điện của Trung Quốc, tăng so với 5% của năm ngoái.