China holt Uran für Atomkraftwerke aus dem Meerwasser

Forscher*innen der Northeast Normal University in China haben einen effizienten Weg gefunden, um Uran aus Meerwasser zu gewinnen. Die Methode könnte dazu beitragen, den Übergang zu kohlenstofffreien Energiequellen zu beschleunigen. Angereichertes Uran, das aus Natururan gewonnen wird, ist nämlich ein weit verbreiteter Brennstoff für Kernreaktoren. In Schwerwasserreaktoren kann auch Natururan direkt als Brennstoff genutzt werden.

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Ihre Methode beschreiben sie in einer Studie im Fachmagazin ASC Central Science. Dabei konnten sie innerhalb von 24 Tagen 12,6 Mikrogramm an uranhaltiger Substanz pro Gramm Meerwasser extrahieren. Die Forscher*innen nutzten dafür eine spezielle Form von Elektrokatalyse.

4,5 Milliarden Tonnen Uran im Meer

In ihrer Studie schätzen die Wissenschaftler*innen, dass sich im gesamten Meerwasser der Welt etwa 4,5 Milliarden Tonnen Uran befinden. Das ist fast 1.000 Mal mehr als die Vorkommen an Land. Leider ist das Uran jedoch in einer sehr geringen Konzentration im Wasser gelöst. Nur etwa 3 von einer Milliarde Teilchen im Meerwasser sind Uran. Das Vorhandensein von Dutzenden anderen Elementen wie Natrium und Magnesium macht es zudem schwierig, das Uran zu isolieren.

Es wird eifrig daran geforscht, diese ungenutzte Uranquelle zu erschließen. Vor 2 Monaten verkündete etwa ein australisches Forscherteam, dass sie eine Substanz gefunden haben, die mit dem Uran im Meerwasser reagiert und es bindet. Die chinesischen Forscher*innen verwenden allerdings einen anderen Ansatz: die Elektrochemie.

Strom beschleunigt die Abscheidung

Dabei werden Elektroden aus einem Gewebe aus Kohlenstofffasern ins Wasser gehängt, die zusätzlich mit einer Substanz beschichtet sind, die Uranatome einfangen können. Das poröse Gewebe hat viele Ritzen, in denen sich das Uran verfangen kann. Setzt man sie unter Strom, reichert sich über Tage hinweg ein uranhaltiges Material auf der Elektrode an. Ohne die Stromzufuhr gibt es zwar auch Uranansammlungen auf dem Gewebe, es dauert jedoch etwa 3-mal länger, bis sich eine entsprechende Menge angesammelt hat. 

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In ihrer Studie schreiben die Forscher*innen, dass ihre Arbeit "eine effektive Strategie für die Uranextraktion aus Meerwasser durch den elektrochemischen Prozess bietet". Das Team arbeitet jetzt daran, den Ansatz zu erweitern und haben Hoffnung, dass die Weltmeere bald Kernbrennstoff liefern können.