سوخت بی‌پایان؛ رویای دست‌یافتنی
کارشناسان بر این باورند که در صورت توسعه هیدروژل‌ها می‌توانیم به سوخت هسته‌ای تقریبا تمام نشدنی دست یابیم.
آی‌ای نوشت: انرژی مهم‌ترین چیز در جهان مدرن است، اما تا به حال در دسترس بودن یا پایداری مثلاً سوخت‌های فسیلی محدودیت‌هایی در پیشرفت جوامع ایجاد کرده است.
اکنون محققان علاقه‌مند به ظرفیت و پتانسیل انرژی هسته‌ای برای کمک به انتقال منبع انرژی جهان به سمت خنثی‌سازی کربن، استخراج اورانیوم از منبعی غیر از سنگ معدنی خام را پیشنهاد داده و به جای آن، استفاده از هیدروژل جدیدی را که مانند یک صافی می‌تواند به طور موثر اورانیوم را از آب دریا استخراج کند، پیشنهاد می‌کنند.
این کار می‌تواند سوخت تقریباً نامحدودی را برای انرژی هسته‌ای ارائه دهد و ما را به یک سوخت بی‌پایان برساند.
تولید انرژی هسته‌ای قرار است در دهه‌های آینده بیشتر مورد توجه قرار گیرد، اما در حال حاضر منبع اصلی استخراج اورانیوم، سنگ‌های معدنی است که دانشمندان تخمین می زنند ۷.۶ میلیون تن از این عنصر را درون خود داشته باشند.
سنگ معدنی اورانیوم محدودیت‌هایی نیز دارد، زیرا حتی با صرف نظر از رشد روزافزون تقاضا و مصرف، صرفاً چند سال می‌تواند صنعت انرژی هسته‌ای را سرپا نگه دارد. از این بدتر اینکه توزیع اورانیوم معدنی در سطح جهان مساوی نیست و هشت کشور بیشترین ذخایر اورانیوم را در اختیار دارند که ۸۰ درصد از منابع جهانی این عنصر را تشکیل می‌دهد.
با این حال، دانشمندان تخمین می زنند که اقیانوس‌ها ۱۰۰۰ برابر بیشتر از سطح زمین اورانیوم دارند و می‌توانند به عنوان یک منبع جایگزین غول پیکر باشند. مهمتر از همه، بیش از ۷۵ درصد از کشورهای جهان بیشتر از مرزهای زمینی، ساحل اقیانوسی دارند، این بدان معناست که دسترسی به منابع از طریق آب دریا به مراتب بیشتر از سنگ‌های معدنی توزیع شده است.
با این حال، توسعه فناوری استخراج اورانیوم به دلیل غلظت بسیار کم و وجود چندین یون فلزی دیگر و تجمع میکروارگانیسم‌ها در آب دریا چالش‌های جدی را پیش روی خود می‌بیند. اما یک هیدروژل پپتیدی پلیمری دو عملکردی، به نظر توانایی انتخاب قوی و میل به اورانیوم در آب دریا را نشان می‌دهد.
محققان می‌گویند، خصوصیات این هیدروژل نشان می‌دهد که اسید آمینه موجود در این ماده پپتیدی به عنوان لیگاند اتصالی عمل می‌کند و "اورانیل" منحصراً به اتم‌های اکسیژن متصل می‌شود و از رشد تقریبا ۹۹ درصد از میکروارگانیسم‌های دریایی جلوگیری می‌کند. این می‌تواند ظرفیت استخراج ۷.۱۲ میلی‌گرم در هر گرم را به همراه داشته باشد و از همه مهمتر، این ماده پپتیدی قابل استفاده مجدد است که آن را پایدار می‌کند.
نتایج این مطالعه ممکن است پنجره جدیدی برای طراحی مواد کم هزینه و پایدار با قابلیت تأمین سوخت هسته‌ای مناسب باز کند.
این موفقیت به دنبال موفقیت دیگری در سال ۲۰۱۸ به دست آمده است، زمانی که محققان الیافی را طراحی کردند که قادر به استخراج مقادیر کمیاب طبیعی اورانیوم در آب دریا بود. اثبات مفهوم آن مطالعه مقدار کافی از این عنصر را برای تهیه پنج گرم کیک زرد جمع کرده است که یک شکل پودر شده از کنسانتره اورانیوم است که می‌تواند تولید انرژی هسته‌ای را ممکن کند.
"گری گیل" از آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام(PNNL) می‌گوید: این یک نقطه عطف مهم است. این نشان می‌دهد که این روش در نهایت می‌تواند سوخت هسته‌ای تجاری جذاب مشتق شده از اقیانوس‌ها که بزرگترین منبع اورانیوم بر روی زمین هستند را فراهم کند.
دانشمندان برجسته در حال حمایت از ایده طبقه‌بندی انرژی هسته‌ای به عنوان یک منبع انرژی پایدار برای کمک به پر کردن شکاف قدرت مورد انتظاری هستند که محدودیت سوخت‌های فسیلی در دهه‌های آینده به وجود خواهند آورد. فناوری استخراج اورانیوم از اقیانوس‌های جهان می‌تواند نقش اصلی را در رفع این نگرانی‌ها و همچنین عدم تولید کربن ایفا کند.
این مطالعه در مجله Nature Sustainability منتشر شده است.
منبع: ایسنا
46
