Nieuw materiaal haalt uranium uit afvalwater met 85% efficiëntie: écht schone kernenergie in zicht
In dit artikel:
Onderzoekers publiceerden in Sustainable Carbon Materials een nieuwe methode om uranium uit vervuild water terug te winnen, bedoeld als duurzaam alternatief voor traditionele mijnbouw die duur en milieu-belastend is. Centraal staat een zelfdragende, binder‑vrije elektrode opgebouwd uit een covalente organische structuur (COF) op een flexibel koolstofdoek. Dit materiaal combineert twee functies: een polyarylether (PAE)-backbone die de zuurstofreductiereactie stimuleert en zo H2O2 produceert, en amidoxime‑groepen die specifiek uranylionen (de dominante uraniumvorm in water) binden.
Die geïntegreerde aanpak leidt tot een gecoördineerd chemisch‑elektrochemisch proces: amidoxime werkt als chelaat en nucleatiepunt voor gecontroleerde precipitatie, terwijl elektrochemisch gevormd H2O2 de groei van uraniumkristallen bevordert. Door de sterke koppeling tussen katalysator en draagmateriaal verbetert de elektronenoverdracht en worden veel voorkomende problemen zoals electrode‑passivering en interferentie door andere ionen beperkt.
Belangrijke prestaties: de elektrode haalt in complexe waterstromen, ook bij hoge natriumconcentraties en veel organische verontreiniging, een extractie-efficiëntie van boven de 85% en blijft effectief onder omstandigheden die traditionele methoden zouden hinderen. In langdurige proeven in organisch rijk radioactief afvalwater verzamelde het materiaal meer dan 9.000 mg uranium per gram elektrode over 450 uur continu gebruik — een van de hoogste waarden die voor elektrochemische systemen zijn gerapporteerd.
De ontwikkeling wijst op praktische voordelen van elektrochemische terugwinning: gecontroleerde processen, snelle reacties en hoge selectiviteit. Dergelijke technieken zouden niet alleen afvalstromen kunnen benutten, maar sluiten ook aan bij eerdere inspanningen om uranium uit zeewater te winnen, wat de toegang tot veel grotere bronnen mogelijk maakt.
De technologie verkeert nog in experimenteel stadium. Voor toepassing op industriële schaal zijn nog uitdagingen te overwinnen, zoals opschaling, kostenanalyse, lange‑termijnstabiliteit en veilige verwerking van geconcentreerde radioactive fracties. Toch biedt deze COF‑elektrode een veelbelovende route naar minder milieubelastende uraniumwinning en kan ze bijdragen aan een schonere keten voor kernbrandstof.