Energia nuclear: novo método de coleta submarina de urânio promete economia e praticidade

Com a crescente necessidade de eliminação do uso de combustíveis fósseis, vem aumentando o interesse por energias alternativas. Embora a energia solar, eólica e hidrelétrica estejam no centro das atenções, a energia nuclear também tem se destacado.

Em 2017, esse recurso contribuiu com cerca de 10% da produção global de energia, e em 2022, 8 GW de capacidade nuclear foram adicionados à rede global.

O que você vai ler aqui:

• A energia nuclear é uma forte alternativa à utilização de combustíveis fósseis;
• Para ser gerada, ela precisa de urânio;
• O elemento é escasso em terra e restrito a poucos países;
• Já nos oceanos, ele existe em abundância;
• Há décadas, cientistas pesquisam maneiras de coletar urânio no fundo do mar;
• Uma nova abordagem, que usa engenharia dopante, pode resolver a questão.

O elemento-chave para a geração de energia nuclear é o urânio. Sua disponibilidade em terra, no entanto, é limitada a poucos países, onde, por sua vez, o abastecimento subterrâneo vai diminuindo à medida que as usinas nucleares proliferam. 

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Por outro lado, os oceanos contêm aproximadamente 4,5 bilhões de toneladas de urânio, em contraste com apenas cerca de seis milhões encontrados em terra. Isso seria suficiente para fornecer energia ao planeta por milênios.

Nenhum método já se mostrou aplicável em escala industrial

Pesquisadores têm explorado os oceanos do mundo em busca de urânio desde a década de 1970. Recentemente, uma equipe australiana avançou nesses esforços, desenvolvendo um método econômico e de fácil implementação. A pesquisa foi relatada em um artigo publicado na revista Energy Advances.

Diversos métodos foram desenvolvidos até então, como o uso de fibras impregnadas com grupos químicos que tenham afinidade com o urânio. Um estudo complementar aplicou eletricidade a essas fibras para aumentar a quantidade coletada do elemento. 

Há pouco tempo, o Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (pertencente ao Departamento de Energia dos EUA) conseguiu retirar da água do mar cinco gramas de “yellowcake” – uma forma em pó de urânio – com um tipo especializado de fio acrílico.

Nenhum desses processos, no entanto, atingiu a escala industrial necessária para abastecer usinas nucleares em todo o mundo. Além disso, a busca por materiais seletivos que possam capturar o urânio sem reter outros elementos marinhos tem sido um desafio constante.

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Material dopado com neodímio se sai bem na coleta de urânio no oceano

Para superar essas dificuldades, cientistas da Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear (ANSTO) e da Universidade de Nova Gales do Sul decidiram explorar os hidróxidos duplos em camadas (LDH), materiais compostos por camadas de íons carregados positiva e negativamente. 

Eles impregnaram esses LDHs com produtos químicos como neodímio, térbio e európio, mergulharam o material na água do mar e analisaram os resultados usando espectroscopia de adsorção de raios-X.

A análise revelou que os LDHs dopados com neodímio conseguiam capturar urânio da água do mar, superando outros elementos mais abundantes, como sódio, cálcio, magnésio e potássio, presentes em quantidades cerca de 400 vezes maiores que o urânio. 

Segundo os autores do estudo, a seletividade dessa abordagem, aliada ao baixo custo de produção dos LDHs dopados, pode abrir caminho para a coleta em larga escala de urânio dos oceanos.

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