Fibertråd fisker uran op af havvand

Chien Wai kvittede sit job som professor for at dedikere arbejdet som adm.direktør for LCW Supercritical Technologies. Han fremviser her det første gram yellowcake produceret med uran fra havvand udvundet via det kemisk modificerede stykke fibre. Illustration: LCW Supercritical Technologies

Det kunne lyde som noget fra en Olsen-Banden-film. Først opstøver du et stykke fiber med akryl, hvilket burde stå hos enhver isenkræmmer med respekt for sig selv. Dernæst finder du en dunk hydroxylammoniumklorid. Slutteligt et kar fyldt op med havvand.

Så burde du kunne fremvise en solid business case for, at det kan være rentabelt at udvinde uran fra bølgen blå, selvom koncentrationen er lav – omkring 3 ppb (parts per billion) – og den høje saltkoncentration vanskeliggør udvindingsprocessen.

Sådan lyder det grundlæggende fra forskere fra Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) under USA’s energiministerium og det private firma LCW Supercritical Technologies.

»Vi har rundet en betydelig milepæl,« lyder det fra Gary Gill, forsker ved PNNL i en pressemeddelelse efter udvindingen af 5 gram yellowcake – koncentreret uran – med denne metode.

Kigger efter alternative uranforekomster

PNNL og LCW Supercritical Technologies hævder efter syv års bestræbelser at have hittet metoden, der meget vel indikerer, at vi effektivt og rentabelt kan komme til at udvinde uran fra havvand.

Parternes bestræbelser på at hitte alternative forekomster af uran næres af, at sandsynligheden for, at uranreserverne på landjorden risikerer i dette århundrede at være udtømte eller for vanskelige at udvinde uden at forvolde stor skade på miljøet ved minedriften.

Læs også: USA mangler uran

I den forbindelse har havet i årevis været interessant, da der skønnes at være omkring 1.000 gange så meget uran dér som i konventionelle uranholdige årer på landjorden.

PNNL og LCW Supercritical Technologies udførte forsøget med fiberen med akryl i et kar med uran opløst i havvand. Ligesom andre som har forsøgt at udvinde uran fra havvand består udfordringen i at finde kemiske molekyler (ligander), der kan fange uranyl-ioner i naturligt havvand i konkurrence med andre ioner af vanadium, jern, kobber, calcium og magnesium, som kan findes i højere koncentrationer. Stoffet som binder uranen kaldes for en amidoxim, og hurdlen var at gøre den billige fiber god nok til at binde uranen.

Desuden skulle forskere være opmærksom på adsorption - den effekt, der får luftarter og væsker til at sætte sig på overfladen af faste stoffer. Adsorption er tit den mest effektive metode til både opkoncentrering af værdifulde stoffer og til fjernelse af uønskede stoffer. Eksempelvis ved genvinding af organiske dampe fra afgasser, affarvning af spiseolier og filtrering i gasmasker.

I tilfældet med adsorptionen ved uranudvindingen var brugen af carboxylat - et salt eller en ester af en carboxylsyre – tillige vigtig. Det er en ion med en negativ ladning (en anion) og sammensætningen muliggjorde, at den billige fiber tiltrak uranyl-ionerne.

»For hver test lagde vi omkring 0,907 kilogram fiber i en tank i omkring en måned og pumpede havvand igennem for at efterligne forholdene i åbent farvand. LCW udvandt derefter uran fra opløsningen og fra de tre første indledende tests, fik vi fat i omkring fem gram. Det lyder måske ikke så meget, men det kan virkelig løbe op i sidste ende,« siger Gary Gill, forsker ved PNNL i en pressemeddelelse

Andre metoder til udvinding af uran fra havet

PNNL og LCW Supercritical Technologies er i øvrigt ikke de eneste med en lovende metode til at udvinde uran fra havvand på en rentabel facon. Sidste år viste forskere fra Stanford University en anderledes form for amidoxim, der kan binde uran.

I stedet for at have en fast spændingsforskel og dermed et konstant elektrisk felt i vandet, der sender alle positive ioner i vandet hen mod den negative elektrode, så anvender forskerne fra Stanford University en pulserende spænding, så der skiftevis er et elektrisk felt og intet elektrisk felt.

Læs også: Elektrokemisk trick kan gøre uranudvinding fra havet rentabelt

På den måde undgår man, at uønskede positive ioner som Na+, Ca2+ osv. tager pladsen op for uranyl ved liganderne, idet de sendes tilbage ud i vandet igen i det tidsrum, spændingen og det elektriske felt er nul. I en testopstilling opnåede Stanfordforskerne at udvinde 1.932 mg uran pr. gram amidoxim. Denne metode har altså ligesom fibermetoden potentiale til at kunne videreudvikles til en økonomisk rentabel proces.

Det stiller dog krav om, at man kan mindske energiforbruget eksempelvis ved at mindske amplituden og varigheden af de påtrykte spændingspulser, men bevare samme frekvens. dvs øge mellemrummet mellem spændingspulserne.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er der nogen med kemividen etc. der kan sig om det kunne være muligt at bruge dette "omvendt" så man netop fanger saltet i vandet... måske kunne det være en billig måde at afsalte!

  • 2
  • 1

Emnet har været belyst tidligere, de japanske forsøg viste muligheden for at udvinde uran og andre tungmetaller fra havvand på en lavteknologisk metode. Metoden var parat til det tidspunkt, hvor uranpriserne blev ca. 3 gange større. Konklusionen er ikke særlig overraskende, der er brændsel nok til total erstatning af fossile kraftværker med urandrevne kraftværker, hvis man da ellers er seriøst indstillede på at gøre noget ved CO2-problemet, som mange mener er er den eneste faktor i klimaproblemet, en nok noget overfladisk synspunkt.

Hvis man så også kunne finde en metode, der kunne trække fosfor ud af havvand, så ville man kunne løse Danmarks største miljøproblem - nemlig den massive udledning af fosfor fra da man anvendte vaskemidler med stort fosforindhold, som løb urenset ud i de indre danske farvande. Det har rensningsanlæggene senere fået styr på, men fosforen i vandmiljøet forsvinder ikke, det genbruges flere gange i vækstperioden.

  • 10
  • 13

Tænk hvis Europa startede massiv udbygning med EPR reaktorer, elbiler, eltog og elvarme.

Vi kunne opnå en enorm reduktion i CO2 udledning.

  • 5
  • 7

Helt uden at kende noget til teknikken bag, kunne jeg forestille mig at områder med kraftigt tidevand burde være blandt de mest oplagte lokationer for indvinding.

Jeg tror der skal vælges et sted, hvor uranprocenten i havvandet er relativt høj. Måske, tæt på en uranmine.

Men, ideen med at give fiskenet til at fange uran til fiskere, er måske også muligt - for de kan måske opdage steder med store uranforekomster i havvand, som ellers ikke opdages.

  • 2
  • 5

Rolf - NEJ, den her https://www.google.dk/url?sa=i&rct=j&q=&es...

Hehe ja radiofobi der er klassificeret som en psykisk sygdom koster mange penge, det er jo hvad rapporten i artiklen du linker til bygger på og prøver at estimere, men det skyldes reelt ikke selve ulykken men kan tilskrives skræmmepropaganda i medierne, med påstande om millioner af dødsfald osv. Et godt eksempel er din kollega Helen Caldicott:

https://www.youtube.com/watch?v=2vr7QmbSZZ8

Ydermere er den betalt af Green cross international og ja hører vist til i samme kategori som overstående godt illustreret her fra deres hjemmeside:

https://www.gcint.org/blog/2012/03/04/nucl...

Hvis du så har læst rapporten, hvilket jeg tvivler på du har, så kan vi jo lige sætte konklusionen i stærk kontrast her fra UNSCEAR altså den officielle videnskabelige myndighed:

"The accident at the Chernobyl nuclear power plant in 1986 was a tragic event for its victims, and those most affected suffered major hardship. Some of the people who dealt with the emergency lost their lives. Although those exposed as children and the emergency and recovery workers are at increased risk of radiation-induced effects, the vast majority of the population need not live in fear of serious health consequences due to the radiation from the Chernobyl accident. For the most part, they were exposed to radiation levels comparable to or a few times higher than annual levels of natural background, and future exposures continue to slowly diminish as the radionuclides decay. Lives have been seriously disrupted by the Chernobyl accident, but from the radiological point of view, generally positive prospects for the future health of most individuals should prevail."

  • 3
  • 1

Er det den her du hentyder til? https://da.wikipedia.org/wiki/Dybbøl_Mølle

@Rolf.

Tak for linket, det kendte jeg ikke. At der er fissil atombrændsel til næste Istid er en nøgterne beregning af ressourcerne, der er nemlig maget uran i jorden. Lægger man så hertil vandmiljøets 1000-1500 gange større ressourcer, evt. tillagt med thorium, så er det bare om at komme i gang, hvor der er behov for at fremstille CO2-svage energikilder.

Nu skal man huske på at stenalderen IKKE sluttede p.g.a. mangel på sten - den sluttede fordi der kom noget bedre....

  • 4
  • 2

Nu skal man huske på at stenalderen IKKE sluttede p.g.a. mangel på sten - den sluttede fordi der kom noget bedre....

@Karsten, hvad er din pointe? Altså bortset fra det er en morsom sætning! Hvis der er mangel på uran/thorium, så slutter atomalderen, det må vist være logik. Så slutter også epoken med nuklearmedicin, herunder kontrastundersøgelser mv. Der er foreløbig masser af uran på landjorden, det tages stadig nye lejer i anvendelse. I Grønlad er der store forekomster, i Sverige er et helt bjerg med fint U-indhold. Det handler alene om prisen for Yellowccake er lav nok til kommerciel anvendelse. I USA er el-prisen eks. lavere end både vind, sol og fossil energi, bortset fra kulfyrede værker nær en kulmine.

  • 2
  • 7

Sikke dog en god løsning. lad os endelig udvinde uran fra havvandet og samtidig slå dyrelivet ihjel. Databladet for hydroxylammoniumklorid foreskriver at det er giftigt for vandmiljøet, så mon ikke at der er bedre løsninger end at angribe vores fødevare for at høste grundstoffer til atomkraften? så kan man så efterfølgende tilføre andre kemikalier som ophæver den giftige effekt men tilføjer en anden og sådan kan man blive ved. Jeg tror at man skal kigge i en helt anden retning end atomkraft på uran niveau for at sikre fremtiden. fusion, brint, vind, vand, sol, nulpunkt, mørkt stof osv.

  • 4
  • 4

Forbruget af havvand til køling kunne måske give et bidrag og måske kunne andre værdifulde metaller give et ekstra dækningsbidrag.

Det bliver næppe i de første 50 år at KK får comeback, men det er da glimrende, hvis man kan droppe minedrift og faktisk fjerne tungmetaller fra havet. Og tænk hvis REE og Kobolt og den slags vigtigere materialer kunne udvindes sammen med fx rigtigt grimme forurenende stoffer som kviksølv og Cadmium.

  • 3
  • 1

Men apropos dette med at hælde kemikalier ud i naturen, fordi vores VE eventyr starter her:

http://www.bbc.com/future/story/20150402-t...

Ca. 5% af alle vindmøller der produceres idag benytter REE i magneter som pga. andre dyre materialer vil blive forsøgt genanvendt. Siemens Gamesa har 100% styr på deres supply channel, så de bidrager ikke til miljøsvineriet.

Solceller bruger ikke rigtigt REE.

Så dem i din skudlinie må så være Elbiler, der bruger REE i permanent magnet motorer (Tesla 3, BMW og sikkert flere). Igen materialerne bliver genanvendt og elbiler er jo strengt taget ikke vedvarende energi men derimod blot energispareteknologi.

Uran miner er derimod altid co-lokaliseret med REE og er noget værre svineri.

  • 2
  • 3

Per A - min pointe er at A-tidsalderen ikke dør p.g.a. mangel på uran - den bliver udkonkurreret på pris af VE+lagring

@Karsten, fin pointe, men jeg ville ønske du havde et par eksempler på denne udkonkurrering? I USA er det billigste strøm den fra atomenergien, vindenergi ligger noget over. Vindenergi har stor behov for lagringskapacitet, det har atomenergien ikke, da den leverer grundlast, altså en konstant produktion hele året rundt. I hvert fald er der indenfor næste generation planlagt en fordobling af den nuværende kapacitet. Mit bud er, at både VE og atomenergi vil forøges på bekostning af den fossile energi, som man trods mange prædikener ikke har set nogen besparelse af.

  • 2
  • 5

Det bliver næppe i de første 50 år at KK får comeback, men det er da glimrende, hvis man kan droppe minedrift og faktisk fjerne tungmetaller fra havet.

@Jens, de nuværende planer for a-kraften opererer med en fordobling af kapaciteten indenfor de næste 30 år. Det meste uran kommer ikke fra miner, men fra "in situ" - lejer. I minerne er den største fare at få lungebetændelse, ikke strålesyge. Det skyldes den meget kraftige ventilation. Stol ikke for meget på beregninger fra "VVE-fronten". Her regnes som regel VEs bidrag til elproduktionen som bidrag til energiproduktionen!

  • 3
  • 4

Sikke dog en god løsning. lad os endelig udvinde uran fra havvandet og samtidig slå dyrelivet ihjel. Databladet for hydroxylammoniumklorid foreskriver at det er giftigt for vandmiljøet

Der er masser af giftige stoffer i havvand, dihydrogenmonooxid, klor, uran oa. tungmetaller etc. De få meter absorber til at fange uran- og andre tungmetaller gør sikkert havet en lille smule renere, så ingen grund til panik. At uranet bruges til nedsætte CO2-udledningen til atmosfæren er der ikke så mange, der synes er værd at bemærke

  • 3
  • 6

Hvis der skulle "1 dunk hydroxylammoniumklorid" til, for at optage 5 gram yellowcake, ud af en havvandet, som er bleve cirkuleret (hvor mange gange???) gennem de viste (temmelig mange ift vandmængde) "fiberduske" i karret:

  • Hvor meget hydroxylammoniumklorid, skal der så anvendes, og hvor meget havvand skal cirkulere igennem hvor mange fiberduske, og hvor mange gange, for at skaffe de millioner tons yellowcake årligt, som behøves hvis atomkraft skal forsyne bare en tredjedel af verdens fremtidige energiforbrug?

I det mindste kunne man forsøge at redegøre for energiforbruget ved fremstilling af hydroxylammoniumklorid og fibre, samt ved drift af de mange, store, omfattende havanlæg, der skal til, for at udvinde yellowcake i relevante mængder.

Simple laboratorie- og mikroskalaforsøg fortæller yderst sjældent hvorvidt en teknologi bliver rentabel i industriel skala eller ej, men det skorter naturligvis aldrig på optimisme fra de forskere, der har gør sådanne forsøg til deres levevej.

Se eksempelvis bare de mange alternative batteriteknologier, som er blevet præsenteret som game changere gennem tiden, uden de formåede at slå igennem udenfor laboratoriet.

Vi hører også med jævne mellemrum om disse forsøg med uranudvinding fra havvand, selvom det allerede for 10 år siden hed sig at problemet var løst, og at uran kunne udvindes for kun 3x den gængse markedspris, hvis det skulle mangle.

Den økonomiske og proportionelle redegørelse var dog, ligesom i det ovennævnte forsøg, særdeles mangelfuld.

At havvand indeholder 3 ppm uran, og at det naturligvis kan lade sig gøre at absorbere lidt af det, er ingen nyhed.

Så det eneste disse forsøg beviser, er at atomindustrien udmærket er klar over det problem, de så nødig vil indrømme:

Nemlig at de lødige uranreserver meget hurtigt kommer til kort, hvis atomkraft skulle nærme sig en relevant rolle i fremtidens globale energiforsyning.

  • 5
  • 3

Vi hører også med jævne mellemrum om disse forsøg med uranudvinding fra havvand, selvom det allerede for 10 år siden hed sig at problemet var løst, og at uran kunne udvindes for kun 3x den gængse markedspris, hvis det skulle mangle … Nemlig at de lødige uranreserver meget hurtigt kommer til kort, hvis atomkraft skulle nærme sig en relevant rolle i fremtidens globale energiforsyning.

At man har fundet metoder til udvinding af uran fra havvand må selv de argeste modstandere af atomenergi erkende. De vellykkede japanske forsøg viste det kunne lade sig gøre, metoden ventede naturligvis på at priserne på uran steg til et vist niveau. Det gjorde den ikke, Kasakhstan kom ind i billedet etc. etc. At udvinde uran (oa. tungmetaller) fra havvand kræver meget mindre teknologi som at opføre anlæg til at udvinde energi fra havets bølger, bare en udspændt tråd i vandet, hvor man så hænger en polymer på. En månedstid efter skifter man "vasketøjet" ud med en ny, den udvundne uran forarbejdes til Yellowcake. Der er masser af fissilt materiale, hvis man ellers er tilhænger af at udfase fossil energi! Det er problemet. Selvfølgelig køber man da uranbrændsel i den billigste ende, uanset hvor det stammer fra.

Selvfølgelig burde man da glæde sig over, at el fra et a-kraftværk leverer næsten CO2-fri strøm. Det kan undre at så mange er imod det?

  • 3
  • 6

Ingen konstruktioner, ingen risiko for at dyr, drivtømmer eller andet rammer ind i det. Ingen polymerer der knækker af og risikerer at indgå i vores fødekæde... Ingen storme eller andet der kan beskadige det... Man kan nøjes med at eftervise funktionen i et laboratorie og skal ikke tænke på mere...

Nogle absolut relevante indvendinger. I Japan gik det meget fint med anlæggene, men man kan da ikke afvise at en stime sæler, spækhuggere eller ubåde kan lave lidt ravage selv om anlæggene sikkert bliver forsynet med beskyttelsesnet. Derimod er der nok ingen risiko for at blive forgiftet af havvandet, blot man ikke drikker det. Man må jo huske, at atomenergien er den mindst farlige teknologi i følge statistikken. Eksperter beregnede at Barseback sparede 30 for tidlige dødsfald årligt, specielt pga. mindre luftforureninger. Flere vindmøller er ødelagt ved spontane totalbrande, det er ikke ufarligt at omgås disse. Men mon ikke de fleste ser væk fra sådanne hændelser, alle vil jo have elenergi hele døgnet

Og jeg som troede at sådanne opfindelser ville blive hilst med stor interesse i ingeniørkredse? Forgiftning af havet er et nyt og spændende argument, 1 liter havvand er i forvejen dødelig dosis.

  • 3
  • 5

Forgiftning af havet er et nyt og spændende argument, 1 liter havvand er i forvejen dødelig dosis.

Ja - for mennesker - men nu er det jo fortrinsvis fisk og havdyr, der lever i havet - og hydroxylammoniumklorid er nu engang særdeles giftigt for vandlevende organismer.

Med de problemer vi allerede har med plastpartikler i havene, lyder det ikke gennemtænkt at fylde utallige km^3 hav op med akrylfibre - og da slet ikke når de er behandlet med hydroxylammoniumklorid, og tillige i stand til at absorbere høje koncentrationer af tungmetaller.

Men set med en agronoms briller er den slags bekymringer jo nok det rene pjat - og det er jeg for så vidt enig i, for ingen vil nogensinde investere i fiberduske, i et omfang der kan bidrage med mere end nogle få gram yellowcake i diverse laboratorier og forsøgsanlæg.

Disse forsøg har alene til formål at fabrikere en bortforklaring på den lødige urans utilstrækkelighed, såfremt atomkraft en dag skulle udgøre mere ned nogle få procent af verdens energiforsyning.

Dertil behøves nemlig kun 5 g Yellowcake samt en meget kreativ redegørelse for økonomien.

  • 4
  • 3
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten