Forscher gewinnen Uran aus Meerwasser

Im Laborversuch: Uran als gelbe Ablagerung auf der Kathodenmatte (Foto: acs.org)

Changchun/Washington (pte021/18.12.2023/12:30) - Forscher der Northeast Normal University ( https://en.nenu.edu.cn ) haben das Verfahren zur Uran-Gewinnung aus Meerwasser nun wirtschaftlich gemacht. Der Stoff zur Kernspaltung befindet sich in Form von Uranyl-Ionen im Meerwasser, das sind elektrisch geladene Atomkerne von Uranoxid und einem anderen Element wie Stickstoff oder Kohlenstoff.

Dort werden 4,5 Mrd. Tonnen davon vermutet, an Land sind es nur acht Mio. Tonnen, was allerdings auch schon für viele Jahrzehnte reicht, selbst wenn die Kernenergienutzung massiv ausgebaut wird. Aus Uranyl lässt sich an Land Uranhexafluorid herstellen, das Ausgangsmaterial für Reaktorbrennstoff.

Flexibles Tuch als Kathode

Das Team setzt zur Gewinnung von Uran aus Meerwasser auf eine elektrochemische Methode. Die Forscher nutzen als Kathode ein flexibles Tuch, das aus Kohlenstofffasern gewebt ist, die mit zwei speziellen Monomeren beschichtet und mit Hydroxylaminhydrochlorid behandelt sind. Als Anode dient eine Matte aus Graphit.

Beide Elektroden werden in Meerwasser getaucht und eine elektrische Spannung angelegt. In der Kathodenmatte befinden sich winzige Taschen, die mit Amidoxim gefüllt sind. Das ist ein Material, das in einem elektrischen Feld Uranyl anzieht wie ein Magnet Eisenspäne. Das Uranyl sammelt sich als gelber Niederschlag auf der Kathode.

12,6 Milligramm Uranyl gewonnen

Binnen 24 Tagen haben die chinesischen Forscher auf diese Weise 12,6 Milligramm Uranyl pro Gramm Wasser gesammelt. Das ist weitaus mehr, als bei Experimenten mit anderen Elektroden bisher erreicht wurde. Außerdem waren diese Elektroden instabil. Schon nach wenigen Tagen mussten sie ersetzt werden. Die chinesischen Forscher stellen ihre Technik in "ACS Central Science" vor, der Fachzeitschrift der American Chemical Society ( https://www.acs.org ).

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