SuperCritical testet Uran-Extraktion aus Meerwasser unter maritimen Bedingungen

SuperCritical Materials hat sich mit der University of Michigan zusammengetan, um zu testen, ob die Technologie zur Extraktion von Uran aus Meerwasser den mechanischen Anforderungen einer industriellen maritimen Implementierung standhält. Die Forschung konzentriert sich auf Systeme zum Aussetzen und Zurückholen großer Mengen des uranspezifischen Adsorptionsmaterials von SuperCritical. Dabei soll geklärt werden, wie das Material auf Verpackung, Wellen, Strömungen und wiederkehrende Betriebszyklen reagiert. Die Tests finden im Aaron Friedman Marine Hydrodynamics Laboratory der Universität statt.

„Die Frage ist nicht mehr einfach nur, ob Uran aus Meerwasser extrahiert werden kann“, sagte Alexander Canon Bryan, Präsident und CEO von SuperCritical, in einer Pressemitteilung dieser Woche. „Die Frage lautet, ob das Adsorptionsmaterial effizient, exponiert und wiederholt im industriellen Maßstab eingesetzt, freigelegt und zurückgeholt werden kann.“ Die Arbeit adressiert damit eine der Haupthürden bei Bestrebungen, die Ozeane zu einer kommerziell tragfähigen Uranquelle zu machen.

Enorme Wassermengen und niedrige Konzentrationen

Das Meerwasser enthält geschätzt 4,5 Milliarden Tonnen gelöstes Uran – jedoch in extrem niedrigen Konzentrationen. Das bedeutet, dass enorme Wassermengen mit dem Rückgewinnungsmaterial in Kontakt kommen müssen, um nennenswerte Mengen des Rohstoffs zu gewinnen. Genau hier setzt die Technologie an, die SuperCritical kommerzialisieren will.

Das in Austin, Texas, ansässige Unternehmen hat in diesem Jahr eine exklusive Lizenz zur Kommerzialisierung der Uran-Adsorptionstechnologie erhalten. Diese wurde ursprünglich vom Pacific Northwest National Laboratory des US-Energieministeriums und seinen Forschungspartnern entwickelt. The Northern Miner hatte den breiteren Ansatz zur Gewinnung von Uran aus Meerwasser bereits in einem Feature im März untersucht.

Die Technologie nutzt ein Adsorptionsmaterial, das gelöstes Uran einfängt, während das Meerwasser über dessen Oberfläche fließt. Das Material wird später geborgen und aufbereitet, um das Uran zurückzugewinnen, bevor es für einen weiteren Einsatzzyklus vorbereitet wird. Entscheidend ist also nicht nur die chemische Fähigkeit des Materials, Uran zu binden, sondern auch seine mechanische Belastbarkeit im Dauerbetrieb.

Von Michigan zu künftigen Offshore-Pilotprojekten

Forscher in Michigan werden das Adsorptionsmaterial mechanisch charakterisieren, verschiedene Verpackungskonfigurationen evaluieren sowie Prototypen für das Aussetzen und Zurückholen entwickeln und bauen. Diese Systeme werden anschließend hydrodynamischen Tests unter simulierten maritimen Bedingungen unterzogen.

„Die Extraktion kritischer Materialien aus dem Ozean erfordert mehr als nur ein hochleistungsfähiges Absorptionsmittel“, so die Forschungsleiterin Maha Haji, Assistenzprofessorin für Maschinenbau an der University of Michigan. „Es erfordert ein Offshore-System, das effizient, zuverlässig und verantwortungsvoll unter anspruchsvollen Meeresbedingungen operieren kann.“

Haji befasste sich zuvor mit Konzepten zum Aussetzen von Uran-Adsorptionsmitteln während ihrer Zeit am Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ihre Doktorarbeit umfasste das Design, den Bau und den ozeanischen Test von Systemen, die darauf ausgelegt waren, Uran aus Meerwasser zurückzugewinnen. Das Programm in Michigan soll sich von mechanischen Tests und der Prototypenentwicklung hin zu Designs vorantreiben, die in zukünftigen Offshore-Pilotprojekten eingesetzt werden könnten. Die Ergebnisse sollen zudem in die Modellierung der Betriebs- und Kapitalkosten sowie in eine anschließende Machbarkeitsstudie einfließen.

Hintergrund: US-Abhängigkeit von importiertem Uran

Für deutsche Anleger ist der Kontext wichtig: SuperCritical verfolgt die Technologie, weil die USA ihre inländische Versorgung mit Kernbrennstoffen ausbauen und die Abhängigkeit von importiertem Uran verringern wollen. Das Unternehmen gibt an, dass sein Programm zur Entwicklung in küstennahen Gebieten darauf abzielt, festzustellen, ob die Extraktion aus Meerwasser letztlich im kommerziell wettbewerbsfähigen Maßstab betrieben werden kann. Ob die Ozeane damit tatsächlich zu einer relevanten Uranquelle werden, hängt maßgeblich davon ab, ob die nun anlaufenden Tests die mechanische Machbarkeit industrieller Offshore-Systeme belegen.