O aumento da capacidade nuclear da China tem elevado a demanda por urânio em níveis superiores à capacidade de produção doméstica.
Em 2024, o país importou 13 mil toneladas de urânio natural, enquanto produziu internamente apenas cerca de 1.700 toneladas, segundo dados divulgados por instituições de pesquisa chinesas.
Diante dessa defasagem, cientistas chineses intensificaram pesquisas para acessar uma fonte alternativa do recurso: os oceanos.
Estima-se que as águas marinhas contenham aproximadamente 4,5 bilhões de toneladas de urânio, número mil vezes superior ao das reservas terrestres conhecidas. No entanto, a concentração do metal na água do mar é extremamente baixa, com apenas 3,3 miligramas por tonelada.
Um dos principais desafios técnicos envolve a presença do elemento vanádio, que possui características químicas semelhantes ao urânio e dificulta o processo de separação durante a extração.
Pesquisadores da Universidade de Lanzhou anunciaram o desenvolvimento de uma nova tecnologia que amplia a eficiência desse processo, aumentando em 40 vezes a capacidade de separação entre os dois elementos.
A pesquisa foi conduzida pelo Centro de Ciência de Fronteiras para Isótopos Raros, sob liderança do professor Pan Duoqiang. O estudo foi publicado em 10 de março no periódico internacional Nature Communications.
A equipe desenvolveu uma abordagem baseada em estruturas metal-orgânicas (MOFs), materiais híbridos compostos por componentes inorgânicos e orgânicos.
Os MOFs têm sido apontados como promissores para a separação seletiva de íons metálicos devido à sua área de superfície elevada e capacidade de ajuste estrutural. Contudo, seu uso apresenta limitações, segundo os próprios pesquisadores.
“O design excessivamente preciso da relação estrutura-atividade geralmente leva a uma diminuição na área de superfície específica dos materiais e a uma redução na densidade dos sítios ativos”, disse Pan em entrevista recente ao Science and Technology Daily.
Para contornar esse obstáculo, os cientistas incorporaram moléculas de difeniletileno (DAE) nos materiais MOF. Essa modificação permite que os poros do material se ajustem em resposta à luz ultravioleta. O novo composto, chamado DAE-MOF, foi testado em soluções simuladas e reais de água do mar contendo diversos metais similares ao urânio.
Os testes indicaram uma capacidade de adsorção de urânio de 588 miligramas por grama e um fator de separação urânio-vanádio de 215, superando todos os materiais comparáveis existentes. Pan afirmou que os resultados representam um avanço prático no caminho para a extração de urânio a partir da água do mar em escala viável.
A extração marinha de urânio não é inédita. Entre as décadas de 1980 e 1990, o Japão realizou testes em grande escala, recuperando 1 quilograma de yellowcake (concentrado de urânio) a partir da água do mar, o maior volume registrado até o momento.
A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) estima que a demanda de urânio da China poderá ultrapassar 40 mil toneladas anuais até 2040, o que intensifica o interesse por métodos alternativos de fornecimento. Nesse contexto, o avanço técnico na captura seletiva de urânio pode contribuir para a segurança energética do país.
Em 2019, a China National Nuclear Corporation (CNNC), estatal responsável pelo setor nuclear do país, firmou uma aliança com 14 institutos de pesquisa nacionais para formar a Seawater Uranium Extraction Technology Innovation Alliance. A aliança estabeleceu um plano estratégico de 30 anos, com etapas previstas até 2050.
A fase inicial do projeto, entre 2021 e 2025, tem como meta igualar o recorde japonês de extração em testes de campo. Etapas posteriores incluem a construção de uma planta de demonstração em escala global até 2035 e, até 2050, o início da produção industrial contínua de urânio a partir da água do mar.
A execução do plano envolve o desenvolvimento de tecnologias de captura, sistemas de adsorção de alto desempenho e adaptação a ambientes marinhos. A iniciativa tem como objetivo reduzir a dependência externa por meio de fontes alternativas de fornecimento que atendam à expansão do setor nuclear doméstico.
A combinação de avanços em ciência de materiais, engenharia química e tecnologias de separação pode colocar a China em posição estratégica diante da crescente demanda mundial por combustíveis nucleares.
Ao mesmo tempo, a exploração do urânio marinho levanta questões sobre viabilidade econômica, impacto ambiental e escalabilidade tecnológica que ainda estão em avaliação por especialistas do setor.
Com informações da SCMP
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