Forscher fischen Uran aus dem Meer heraus

Unbegrenzte Versorgung mit Brennstoffen für Kernkraftwerke

Chong Liu bei Tests von Uran-Einfangfasern (Foto: L.A. Cicero/SU)

Stanford (pte030/22.02.2017/12:30) Ein Team an der Stanford University http://stanford.edu hat einen Weg gefunden, die unerschöpflichen Uranreserven der Weltmeere für die Energieversorgung nutzbar zu machen. Das scheiterte bisher an der äußerst geringen Konzentration des Schwermetalls im Salzwasser. Nun sei die Versorgung von Kernkraftwerken mit Brennstoff für viele Jahrhunderte gesichert und damit eine kohlendioxidfreie Stromversorgung.

Ozeane als Quelle

Anders als vor allem in Deutschland, das 2022 das letzte Kernkraftwerk abschaltet, setzen viele Staaten weiter auf Atomstrom. Vor allem in Asien, aber auch in den USA und einigen europäischen Ländern, einschließlich Russland, werden neue Kernkraftwerke gebaut oder zumindest geplant. Die an Land gewinnbaren Uranvorräte sind allerdings begrenzt. Da kommen die Vorräte im Meer wie gerufen.

Yi Cui, Materialwissenschaftler in Stanford, vergleicht die Urankonzentration im Meer mit dem Salzgehalt in einem Liter Wasser, in das ein einziges Salzkörnchen gefallen ist. "Aber die Ozeane sind so groß, dass sie die Versorgung für alle Zeit sichern können", sagt Yi. "Wir benötigen Kernenergie als Brücke in ein nach-fossiles Zeitalter", ergänzt Standord-Professor Steven Chu, Physiker und Nobelpreisträger.

Wie "Fliegenfänger"

Die Stanford-Methode zur Gewinnung von Uran aus Meerwasser führt Forschungsarbeiten in China und Japan sowie an den US-Forschungszentren Oak Ridge National Laboratory und Pacific Northwest National Laboratory weiter. Basis der Urangewinnung ist die Erkenntnis, dass das Schwermetall in Form von positiv geladenen Uranyl-Ionen im Wasser schwimmt - Uranyl ist ein Molekül, das Sauerstoff- und Uranatome enthält.

Um diese einzufangen, versenken die US-Forscher Kunststofffasern im Meer, die mit einer Chemikalie aus der Gruppe der Amidoxime präpariert ist. Daran bleiben die Uranyle kleben wie Fliegen am Fliegenfänger. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Fasern, lässt sich der Prozess weiter beschleunigen und die Kapazität erhöhen. Sind die Fasern gesättigt, wird das Uran mit einer chemischen Lösung abgestreift.

Neunmal effektiver

Verglichen mit herkömmlichen Fasern absorbieren die getunten Stanford-Fasern neunmal mehr Uran. Das hat Chong Liu, die zum Forscherteam gehört, bei Tests mit Wasser aus der Half Moon Bay nahe Stanford herausgefunden. Außerdem lassen sich die Fasern dreimal so oft wiederverwenden wie herkömmliche. Damit nähert sich die Methode der Wirtschaftlichkeit.

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