Trung Quốc "tự chế" vật liệu lấy năng lượng hạt nhân dưới biển sâu, là chìa khoá mở ra nguồn năng lượng giá rẻ
Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết loại vật liệu đặc biệt này có thể là câu trả lời cho quá trình tìm kiếm một nguồn năng lượng giá rẻ và vô tận.
Trung Quốc đạt được bước tiến mới đối với việc chinh phục tham vọng đối với năng lượng hạt nhân của mình. Các nhà khoa học của nước này đã phát triển được một loại vật liệu mới có thể chiết xuất uranium - kim loại nặng chính được dùng làm nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân, từ nước biển.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Năng lượng Sinh học và Công nghệ xử lý sinh học Thanh Đảo (QIBEBT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã chế tạo một loại vật liệu mới “hiệu quả về chi phí”. Họ cho biết vật liệu này có “khả năng hấp thụ uranium”.
Ước tính có khoảng 4,5 tỷ tấn uranium lơ lửng trong các đại dương trên thế giới.
Vật liệu này hoạt động bằng cách cho phép chất rắn, khí hoặc chất lỏng hoà tan bám vào bề mặt của chúng. Vật liệu mới có các hạt tròn, rỗng, rất nhỏ được gọi là “vi cầu hydrogel SA-DNA” với cấu trúc hữu cơ, có chiều ngang khoảng 2 mm và chứa nhiều lỗ nhỏ có kích thước đo bằng micromet.
Nhóm nghiên cứu với trưởng nhóm là kỹ sư Fa Yun và nhà nghiên cứu Liu Huizhou đã công bố dự án này trên Chemical Engineering Journal vào đầu tháng này.
Vật liệu này được tạo ra bằng cách kết hợp natri alginate - một sản phẩm sẵn có được chiết xuất từ tảo bẹ hoặc các nguồn khác, với các chuỗi DNA chức năng có thể nhận biết và liên kết với các ion uranium.
Uranium là nguyên tố thiết yếu đối với năng lượng hạt nhân. Theo cách truyền thống, kim loại này được khai thác từ đá. Nhưng vì uranium được coi là nguồn năng lượng không thể tái tạo nên các nhà khoa học đang tìm kiếm nguồn khai thác uranium vô tận ở các đại dương trên thế giới.
Cơ quan Năng lượng Hạt nhân (NEA) ước tính có khoảng 4,5 tỷ tấn uranium lơ lửng trong các đại dương trên thế giới dưới dạng các ion uranyl hoà tan. Con số này lớn gấp hơn 1.000 lần lượng uranium trên đất liền.
Tuy nhiên, việc chiết xuất các ion này lại gặp nhiều khó khăn vì nhiều lý do. Trong đó bao gồm các đại dương trên Trái đất có nồng độ uranium cực thấp, 1 tấn nước biển chỉ chứa 3,3 miligam uranium và nhiều loại ion khác cũng có trong nước biển. Khai thác uranium từ đại dương không khác gì tìm 1 gam muối trong 300.000 lít nước ngọt.
Theo các nhà nghiên cứu, trong số những phương pháp đang được phát triển, hấp thụ là kỹ thuật phổ biến nhất vì cách này đơn giản, tiết kiệm chi phí, hiệu quả và thân thiện với môi trường.
Vật liệu hấp thụ là sự kết hợp của các enzyme chứa DNA, một loại DNA cụ thể và các vi cầu tổng hợp - một vật liệu có nguồn gốc từ sự trao đổi ion giữa các ion natri alginate và canxi. Các enzyme sẽ hoạt động như “máy dò” vì chúng chỉ hoạt động khi có liên kết với các ion kim loại cụ thể. Sau đó, các vi cầu với chuyển động hấp phụ nhanh sẽ phát huy tác dụng.
Các nhà nghiên cứu cho biết, so với vật liệu hấp phụ tiềm năng nhất hiện có, thì chất hấp phụ của Trung Quốc cho thấy khả năng phát hiện “chưa từng có” đối với mức độ chọn lọc của ion uranium có hiệu quả cao hơn 43 lần so với ion vanadi.
Từ những năm 1950, các nước đã chạy đua để biến năng lượng hạt nhân trở thành loại năng lượng vô tận, bằng cách theo đuổi cả công nghệ khai thác uranium từ nước biển. Dù đạt được một số tiến bộ nhưng việc hiện thực hoá các dự án trong phòng thí nghiệm ra ngoài thực tế vẫn là một thách thức.
Hiện tại, Trung Quốc có 27 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng, con số lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, quặng uranium của nước này có chất lượng thấp nên buộc phải nhập khẩu để vận hành các lò phản ứng.
Lõi Trái đất có thể bắt đầu xoay theo chiều ngược lại
Nghiên cứu mới công bố hôm 23/1 trên tạp chí Nature Geoscience hé lộ rằng thay đổi ở chiều quay của lõi trong Trái đất có thể diễn ra trong vòng vài thập kỷ tới.
Khám phá 5 hiện tượng ảo ảnh nổi tiếng nhất trên thế giới, đánh lừa mọi đôi mắt dù là tinh tường nhất
Bạn đã bao giờ chứng kiến hình ảnh của một chiếc thuyền bay, bóng người với vầng hào quang hay một thành phố mờ ảo trên mặt biển chưa?
Giới hạn chịu nóng của con người không cao như chúng ta tưởng
Nhiệt độ cao gây ra rất nhiều tác động tới các cơ quan trong cơ thể người và có thể dẫn tới cái chết.
Máy bay ném bom hạt nhân có thể bay liên tục 16.000km
Sau khi hoạt động trong một thập kỷ, B-36 "Peacemaker" là một trong những máy bay phi thường nhất từng cất cánh.
Bí ẩn mỏ kim loại quý hơn vàng: Rất quan trọng trong chế tạo tên lửa nhưng độc tính rất mạnh và cực khan hiếm
Đây là một kim loại quý hiếm bậc nhất nhưng cực kì độc hại.
Hé lộ bí mật về indium, thứ kim loại còn đắt hơn cả vàng
Indium, cái tên có thể không còn xa lạ với hầu hết mọi người nhưng ít người hiểu được giá trị và tầm quan trọng của nó.
