Bien que controversée, l’énergie nucléaire reste une source d’énergie viable à mesure que nous nous éloignons des combustibles fossiles pour adopter des méthodes avec des empreintes carbone beaucoup plus faibles. Les réserves d’uranium souterraines pourraient être sur le déclin, mais les océans contiennent des milliards de tonnes de ce métal, qui attend que nous trouvions un moyen pratique de l’extraire. À cette fin, une équipe de Stanford a développé une technique qui améliore la capacité, le taux et la réutilisabilité des matériaux qui récupèrent l’uranium de l’eau de mer.
Chong Liu, l’un des chercheurs sur l’étude, avec une électrode de carbone-amidoxime, utilisée pour l’électrification du matériel afin d’améliorer l’efficacité à la capture de l’uranium de l’eau de mer (Crédit: L.A.Cicero)
Malgré les problèmes actuels d’élimination des déchets radioactifs et la catastrophe occasionnelle de Fukushima, l’énergie nucléaire peut être plus efficace et relativement plus propre que les sources de combustibles fossiles.
«Pendant une grande partie de ce siècle, une fraction de notre électricité devra provenir de sources que nous pouvons allumer et éteindre», explique Steven Chu, co-auteur de l’étude. « Je crois que l’énergie nucléaire devrait faire partie de ce mélange, et assurer l’accès à l’uranium fait partie de la solution de l’énergie sans carbone. »
L’Australie, le Canada et le Kazakhstan représentent ensemble environ 70 % de la production mondiale d’uranium, mais pour les pays qui ne sont pas perchés au sommet d’une riche mine, l’extraction de la mer pourrait être une alternative. Malheureusement, les concentrations sont beaucoup trop petites pour être viables, mais l’équipe de Stanford cherche à l’améliorer.
« Les concentrations sont minimes, de l’ordre d’un seul grain de sel dissous dans un litre d’eau », explique Yi Cui, co-auteur de l’étude. « Mais les océans sont si vastes que si nous pouvons extraire ces traces à moindre coût, l’approvisionnement serait sans fin. »
Dans le passé, les chercheurs d’Oak Ridge ont démontré un matériau qui pourrait extraire de l’uranium, sous la forme d’ions d’uranyle, hors de l’eau comme une éponge. Ils l’ont fait avec l’aide de fibres plastiques enduites d’un composé chimique appelé amidoxime, qui attire les ions et les retient à la surface de la fibre. Une fois que la fibre est saturée, l’uranyle peut être libéré par traitement chimique du plastique, puis raffiné pour une utilisation dans des réacteurs.
En utilisant un système similaire, les chercheurs de Stanford ont créé leur propre fibre conductrice en carbone et amidoxime, ce qui leur a permis d’envoyer des chocs d’électricité à travers le matériau pour attirer plus uranyle sur chaque brin. La méthode est améliorée par rapport au système précédent dans trois domaines clés: la capacité de la quantité d’uranyle que les fibres peuvent contenir, la vitesse de capture des ions et le nombre de fois que chaque brin peut être réutilisé.
Au cours des essais côte à côte, dans le temps qu’il a fallu pour que les fibres existantes soient complètement saturées, le nouveau matériau conducteur avait déjà capturé 9 fois plus d’uranyle et avait encore de la place pour plus. Sur une période de 11 heures, les nouvelles fibres de Stanford ont réussi à absorber trois fois plus d’uranyle que les fibres précédentes et étaient trois fois plus réutilisables.
Bien que nous soyons encore loin de disposer d’un processus pratique sur une échelle commerciale, les chercheurs disent que cela marque un grand pas en avant pour cet avenir possible.
« Nous avons besoin de l’énergie nucléaire comme un pont vers un avenir post-carburant fossile », dit Steven Chu. «L’extraction de l’eau de mer permet aux pays qui ne disposent pas d’uranium terrestre la sécurité de savoir qu’ils auront la matière première nécessaire pour répondre à leurs besoins énergétiques.
http://news.stanford.edu/2017/02/17/uranium-seawater-factors-nuclear-power/
http://www.nature.com/articles/nenergy20177
