Науковці заявили, що у морській воді міститься 4,5 мільярда тонн ядерного палива

У свіжому науковому дослідженні представлено прорив у сфері видобутку урану з морської води — ресурсу, запаси якого оцінюються у 4,5 мільярда тонн, але який досі залишався практично недоступним через надзвичайно низьку концентрацію та складність вилучення. Вчені доктор Сіші Тай з Університету Вейфан та доктор Чженлі Сун із Північнокитайського університету електроенергетики розробили нове покоління сульфонових ковалентних органічних каркасів (S‑COF), що демонструють рекордну ефективність.

Ключовим елементом їхньої роботи стала концепція «інженерії режиму укладання шарів» (stack­ing mode engi­neer­ing). Замість традиційної структури AA дослідники застосували AB-укладання, у якому сульфонові групи формують чотириточкову «кишеню» для захоплення іонів урану. Такий підхід створює простір, що точно відповідає формі та властивостям уранових іонів, забезпечуючи високу вибірковість і стабільність зв’язування.

Експерименти показали безпрецедентні результати: нова AB-структура продемонструвала спорідненість до урану, що перевищує традиційні матеріали приблизно у 1000 разів. У природній морській воді за одну добу матеріал вилучив 31,5 мг урану з кожного грама сорбенту — найвищий показник, коли-небудь зафіксований у подібних дослідженнях. Крім того, він ігнорує іони ванадію, які зазвичай заважають процесу.

Покращене вилучення урану з морської води за допомогою COF, розроблених з урахуванням структурної геометрії та налаштування активних ділянок. Джерело – Xishi Tai, Zhen­li Sun

Попри рекордну ефективність, науковці наголошують, що до практичного застосування ще далеко. Матеріали повинні витримувати тривале перебування у морській воді, механічні навантаження та біологічне обростання, а також залишатися економічно вигідними й багаторазово відновлюваними без втрати властивостей. Це ключові умови для масштабного використання технології.

«У міру розвитку технологій ми очікуємо ширшого застосування “розумних” матеріалів на основі COF у сталих енергетичних системах», — зазначив доктор Тай. Дослідження опубліковане у журналі Sus­tain­able Car­bon Mate­ri­als і вже розглядається як важливий крок до майбутнього ядерної енергетики з практично невичерпними ресурсами.