Các đại dương trên Trái Đất chứa khoảng 4,5 tỷ tấn uranium hòa tan, nguồn tài nguyên mà một số nghiên cứu ước tính có thể đáp ứng nhu cầu của ngành điện hạt nhân toàn cầu trong khoảng 10.000 năm đến 13.000 năm.
Đến nay, chưa quốc gia nào khai thác uranium từ nước biển ở quy mô công nghiệp. Các chương trình tiên tiến nhất vẫn ở mức nghiên cứu vật liệu và thử nghiệm ngoài biển.
Trong đó, Công ty SuperCritical Materials của Mỹ đã hợp tác với Đại học Michigan phát triển và thử nghiệm các hệ thống ngoài khơi phục vụ công nghệ thu hồi uranium từ nước biển. Mục tiêu là đưa công nghệ này tiến gần hơn tới khả năng triển khai ở quy mô công nghiệp.
SuperCritical hiện nắm giấy phép thương mại độc quyền đối với một công nghệ vật liệu hấp phụ đã được cấp bằng sáng chế, vốn được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) và các đối tác nghiên cứu. Vật liệu này có khả năng giữ lại uranium hòa tan khi nước biển chảy qua bề mặt.
Sau một khoảng thời gian nhất định dưới biển, vật liệu sẽ được thu hồi và xử lý để tách lấy uranium, sau đó có thể tiếp tục được chuẩn bị cho một chu kỳ sử dụng mới.
Vấn đề là uranium tồn tại trong nước biển với nồng độ cực thấp. Các đại dương được ước tính chứa khoảng 4,5 tỷ tấn uranium, nhưng nồng độ trung bình chỉ khoảng 3,3 microgram/lít. Vì vậy, một hệ thống thương mại sẽ phải xử lý lượng lớn vật liệu hấp phụ qua nhiều chu kỳ đưa xuống biển và thu hồi trở lại.
Nhóm nghiên cứu do Trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí Maha Haji tại Đại học Michigan dẫn đầu sẽ đánh giá đặc tính cơ học của vật liệu hấp phụ do SuperCritical sử dụng, bao gồm khả năng chịu tác động trong quá trình đóng gói, đưa xuống biển, ngâm trong môi trường đại dương và thu hồi.
Các nhà khoa học cũng sẽ nghiên cứu nhiều phương án bố trí vật liệu trong những hệ thống gần bờ, sau đó thiết kế và chế tạo các nguyên mẫu thiết bị có khả năng đưa vật liệu xuống nước rồi thu hồi trở lại.
Các thử nghiệm dự kiến được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Thủy động lực học Biển Aaron Friedman thuộc Đại học Michigan. Hệ thống bể thử tại đây có thể mô phỏng sóng, dòng chảy và nhiều điều kiện ngoài biển, cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá nhiều thiết kế trước khi tiến tới thử nghiệm thực tế ngoài khơi.
Chủ tịch kiêm CEO Alexander Canon Bryan của SuperCritical Materials cho biết câu hỏi hiện nay không đơn thuần là liệu con người có thể lấy uranium từ nước biển hay không. Vấn đề quan trọng hơn là liệu vật liệu hấp phụ có thể được đưa xuống biển, hoạt động và thu hồi một cách hiệu quả, lặp đi lặp lại ở quy mô công nghiệp hay không.
Không riêng Mỹ, một số quốc gia như Nhật Bản và Trung Quốc cũng đang ráo riết triển khai các chương trình nghiên cứu và thử nghiệm để tăng khả năng thu hồi uranium từ nước biển. Dù đã đạt được những thành công nhất định, những công nghệ và năng lực kỹ thuật vẫn cần thời gian để triển khai ở quy mô công nghiệp.
Tham khảo IE
