จีนคิดผ้าดักจับแร่ยูเรเนียมจากน้ำทะเล นำเสนอการหาแหล่งพลังงานแบบใหม่แห่งอนาคต

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนอร์ธอีสต์นอร์มอล (Northeast Normal University) จากประเทศจีน ได้พัฒนาวิธีการทางเคมีไฟฟ้าในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเล ซึ่งหากมันประสบความสำเร็จและได้รับการยอมรับ ก็จะถือว่าเป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการจัดหาแหล่งพลังงานในอนาคตของเรา

ทั้งนี้ ตามการประมาณการในปัจจุบัน พบว่ามีแร่ยูเรเนียมสำรองบนบกประมาณ 8 ล้านตันทั่วโลก ซึ่งปริมาณเท่านี้ เพียงพอที่จะนำไปเติมเชื้อเพลิงให้กับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโลกได้นานหลายทศวรรษ แต่ที่น่าสนใจก็คือในทะเลก็มีแร่ยูเรเนียมเช่นกัน และมีประมาณ 4,500 ล้านตัน (มีเยอะกว่าบนบกประมาณ 560 เท่า) ซึ่งมันอยู่ในรูปของไอออนยูรานิลที่ละลายอยู่ในน้ำทะเล หากเราสามารถสกัดสิ่งนี้ออกจากน้ำทะเลได้ มันก็จะถือว่าขยายอนาคตด้านพลังงานของเราไปอย่างมหาศาล 

ทีมนักวิจัยนำโดย รุย จ้าว (Rui Zhao) และ กวงซาน จู (Guangshan Zhu) กำลังพัฒนาวิธีการใหม่ในการสกัดกั้นแร่ธาตุนี้ออกมาจากน้ำทะเล โดยได้พัฒนาผ้ายืดหยุ่นที่ทอจากเส้นใยคาร์บอน เคลือบด้วยโมโนเมอร์พิเศษ 2 ชนิด และนำไปปรับเปลี่ยนคุณสมบัติเพิ่มเติมด้วยไฮดรอกซิลามีน ไฮโดรคลอไรด์ ซึ่งภายในรูพรุนของผ้าจะทำให้เกิดช่องเล็ก ๆ ที่มีอะมิดอกซิม (Amidoxime กลุ่มฟังก์ชันทางเคมีที่มีความสามารถในการเลือกจับไอออนยูรานิล) ซึ่งนั่นก็จะทำให้สามารถดักจับยูรานิลในน้ำทะเลได้

สำหรับการทดลอง นักวิจัยจะวางผ้านี้ไว้ในน้ำทะเลซึ่งมีสารละลายยูรานิลไอออน ผ้าจะทำหน้าที่เป็นขั้วแคโทด (ประจุบวก) และมีการเพิ่มกราไฟท์เข้าไปในระบบเพื่อทำหน้าที่เป็นขั้วแอโนด (ประจุลบ) เมื่อมีกระแสน้ำไหลผ่าน ผ้าก็จะดักจับยูรานิล ทำให้เกิดเป็นตะกอนสีเหลืองสดซึ่งมียูเรเนียม ติดสะสมอยู่ตามผืนผ้า

ในการทดสอบ ทีมงานรายงานว่าสามารถสกัดยูเรเนียมได้ 12.6 มิลลิกรัมต่อน้ำหนึ่งกรัมในระยะเวลา 24 วัน ซึ่งเป็นปริมาณที่สูงกว่าและเร็วกว่าวัสดุอื่น ๆ ที่เคยมีการทดสอบดักจับยูรานิลในน้ำทะเล

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารเอซีเอส เซนทรัล ไซเอนซ์ (ACS Central Science) เมื่อวันที่ 13 ธันวาคม 2023 ก็ต้องมาจับตาดูกันต่อว่า งานวิจัยจะถูกนำมาต่อยอดให้กลายเป็นนวัตกรรมเพื่อพลังงานแห่งอนาคตได้หรือไม่ 

ที่มาข้อมูล NewAtlas

ที่มารูปภาพ ACS