SuperCritical und University of Michigan testen Uran aus Meerwasser
Das US-Unternehmen will seine Adsorptionstechnologie für den Offshore-Einsatz industriell nutzbar machen.
SuperCritical Materials Corp. hat eine Forschungspartnerschaft mit der University of Michigan geschlossen, um zu prüfen, ob sein Verfahren zur Gewinnung von Uran aus Meerwasser den mechanischen Anforderungen eines industriellen Offshore-Einsatzes standhält. Das berichtet das Branchenportal Mining.com. Im Mittelpunkt der Zusammenarbeit stehen die mechanische Konstruktion, der Bau von Prototypen und die Erprobung von Systemen, die auf SuperCriticals lizenzierter Adsorptionstechnologie basieren.
Das Prinzip der Technologie: Ein Adsorptionsmaterial fängt gelöstes Uran ein, während Meerwasser über seine Oberfläche strömt. Nach einer definierten Expositionszeit wird das Material geborgen und aufbereitet, um das Uran zurückzugewinnen. Die Ozeane enthalten nach Angaben des Unternehmens rund 4,5 Milliarden Tonnen gelöstes Uran – eine potenziell enorme Ressource, deren wirtschaftliche Nutzung bislang jedoch an der technischen Umsetzung scheitert.
"Diese Zusammenarbeit verbindet SuperCriticals Technologie und Entwicklungsprogramm mit der Expertise der University of Michigan im Bereich des Offshore-Systemdesigns, der Hydrodynamik und der experimentellen Validierung", erklärte Dr. Maha Haji, Forschungsleiterin und Assistenzprofessorin für Maschinenbau an der University of Michigan sowie Direktorin des Labors für symbiotische Ingenieurwissenschaften und Analyse. "Gemeinsam arbeiten wir daran, einen Teil der Brennstoffschicht zu entwickeln, die für eine saubere, grundlastfähige Energieversorgung über das nächste Jahrhundert hinweg benötigt wird."
Hintergrund: USA wollen Abhängigkeit von Uranimporten senken
Die Partnerschaft fällt in eine Phase, in der die USA ihre inländische Versorgungskette für Nuklearbrennstoffe ausbauen und stärken wollen, um die Abhängigkeit von ausländischen Uranlieferungen zu verringern. SuperCritical strebt an, Teil dieser US-Nuklearbrennstoff-Lieferkette zu werden. Sein Programm zur Entwicklung in küstennahen Gewässern zielt auf ein industrielles Maßstab und kostengünstiges Design für die Uranextraktion aus Meerwasser ab.
Damit rückt das Unternehmen einem zentralen ingenieurtechnischen Problem näher: Es gilt zu bestimmen, ob große Mengen des Adsorptionsmaterials unter maritimen Bedingungen eingesetzt, dem Meerwasser ausgesetzt und wiederholt effizient geborgen werden können. Genau hier setzt das Forschungsprogramm der University of Michigan an.
Tests im Wellenbecken und schrittweise Entwicklung
Das Programm untersucht, wie sich SuperCriticals Adsorptionsmaterial unter verschiedenen mechanischen Belastungen verhält – etwa beim Verpacken, Aussetzen, bei der Meeresexposition und beim Bergen. "Die Gewinnung kritischer Rohstoffe aus dem Ozean erfordert mehr als nur ein hochleistungsfähiges Absorptionsmittel", sagte Dr. Haji. "Es braucht ein Offshore-System, das unter anspruchsvollen maritimen Bedingungen effizient, zuverlässig und verantwortungsvoll betrieben werden kann."
Die Tests sollen im Aaron Friedman Marine Hydrodynamics Laboratory der University of Michigan stattfinden. Die dortigen Becken können Wellen, Strömungen und andere marine Bedingungen in einer kontrollierten Umgebung simulieren. Auf diese Weise lassen sich Belastungen realitätsnah nachstellen, ohne das Material direkt im offenen Meer einsetzen zu müssen.
Auch SuperCritical-CEO Alexander Canon Bryan formuliert die Kernfrage klar: "Die Frage ist, ob das Adsorptionsmaterial effizient und wiederholt im industriellen Maßstab eingesetzt, exponiert und geborgen werden kann." Die Beantwortung dieser Frage entscheidet darüber, ob aus dem Laboransatz ein wirtschaftlich tragfähiges Verfahren wird.
Phasenweises Vorgehen bis zur Machbarkeitsstudie
Die Forschung wird in mehreren Phasen durchgeführt. Zunächst geht es um die mechanische Charakterisierung des Adsorptionsmaterials, anschließend um die Bewertung von Packungskonfigurationen. Darauf folgen die Entwicklung von Prototypen, hydrodynamische Tests und die Optimierung der Systeme für künftige Offshore-Pilotanlagen.
Die Entwicklung und Erprobung von Systemen, die große Mengen Adsorptionsmaterial durch wiederholte Betriebszyklen einsetzen und bergen können, ist laut Unternehmen der nächste Schritt, bevor Offshore-Tests überhaupt in Frage kommen. Ergebnisse aus dem Programm der University of Michigan sollen zudem eine künftige Machbarkeitsstudie informieren, die darauf abzielt, SuperCriticals System weiter zu einem Design im industriellen Maßstab voranzubringen.
Für Anleger und Beobachter der Nuklearbranche ist die Kooperation ein Signal, dass die Urangewinnung aus Meerwasser von der Grundlagenforschung in Richtung industrielle Anwendung rückt. Ob sich das Verfahren wirtschaftlich durchsetzen kann, hängt maßgeblich davon ab, wie robust die Materialien unter Dauerbelastung im Meer arbeiten und wie effizient sie sich bergen lassen. Bislang ist die Meerwasser-Extraktion von Uran vor allem eine Frage der Ingenieurtechnik – nicht der Verfügbarkeit der Ressource.