Du carburant sans limite ? Un hydrogel révolutionnaire vient peut-être d’en faire une réalité
Cela pourrait nous fournir un approvisionnement presque illimité en carburant.
L’énergie fait tourner le monde moderne, mais la disponibilité ou la durabilité des combustibles fossiles, par exemple, a limité les progrès de la société. Jusqu’à aujourd’hui.
Des chercheurs qui s’intéressent à la capacité de l’énergie nucléaire à contribuer à la transition de l’approvisionnement énergétique mondial vers la neutralité carbone ont proposé d’extraire l’uranium d’une source autre que le minerai brut, en optant plutôt pour un nouvel hydrogel capable de « filtrer » efficacement l’uranium de l’eau de mer, selon une étude récente publiée dans la revue Nature Sustainability.
Cela pourrait offrir un approvisionnement quasi illimité en combustible pour l’énergie nucléaire.
Un nouveau matériau d’hydrogel peptidique extrait le combustible pour l’énergie nucléaire
La production d’énergie nucléaire devrait devenir plus fiable aux yeux du public dans les prochaines décennies, mais à l’heure actuelle, la principale source d’uranium est le minerai terrestre – qui, selon les scientifiques, contient 7,6 millions de tonnes de cet élément. Ce minerai a également des limites, puisqu’il ne peut alimenter l’industrie de l’énergie nucléaire que pendant un nombre limité d’années, malgré les taux de consommation croissants. Pire encore, la répartition de l’uranium terrestre dans le monde n’est pas égale, huit pays possédant les plus grandes réserves d’uranium, soit 80 % des ressources mondiales de cet élément.
Cependant, les scientifiques estiment que l’océan contient 1 000 fois plus d’uranium que la terre ferme – et pourrait servir de gigantesque ressource alternative tant que les développements technologiques en cours permettent l’approvisionnement en uranium à des coûts compétitifs, selon l’étude. Il est important de noter que plus de 75 % des pays du monde ont plus d’océans que de terres, ce qui signifie que l’accès à la ressource par l’intermédiaire de l’eau de mer est bien plus équitablement réparti que les terres contenant le minerai.
Toutefois, le développement de la technologie d’extraction de l’uranium est confronté à de sérieux défis, en raison de la très faible concentration et de la présence de plusieurs autres ions métalliques, ainsi que de l’agrégation des micro-organismes. Mais un hydrogel polymère peptidique bifonctionnel a montré une forte sélectivité et affinité pour l’uranium dans l’eau de mer – en plus d’une résistance substantielle à l’encrassement biologique.
« Des caractérisations détaillées révèlent que l’acide aminé de ce matériau peptidique sert de ligand de liaison, et que l’uranyle est exclusivement lié aux atomes d’oxygène », inhibant ainsi la croissance d’environ 99 % des micro-organismes marins, peut-on lire dans la récente étude. Cela pourrait donner une capacité d’extraction de 7,12 mg/g – et, surtout, le matériau peptidique est réutilisable, ce qui le rend durable. Les résultats de cette étude pourraient ouvrir une nouvelle porte pour la conception de matériaux durables et peu coûteux capables de fournir un combustible nucléaire viable.
L’énergie nucléaire gagne en crédibilité en tant que ressource durable
Ces résultats font suite à une autre percée réalisée en 2018, lorsque des chercheurs ont conçu un fil capable d’extraire des traces naturelles d’uranium dans l’eau de mer. La preuve de concept a permis d’accumuler une quantité suffisante de cet élément pour se procurer cinq grammes de yellowcake – qui est une forme pulvérisée de concentré d’uranium pouvant alimenter la production d’énergie nucléaire.
« Il s’agit d’une étape importante », a déclaré Gary Gill, du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), dans un rapport de Science Alert. « Elle indique que cette approche peut éventuellement fournir un combustible nucléaire commercialement intéressant dérivé des océans – la plus grande source d’uranium sur Terre. »
Des scientifiques notables sont enthousiastes à l’idée de classer l’énergie nucléaire comme une ressource énergétique durable, pour aider à combler le manque d’énergie attendu alors que le combustible fossile prend un rôle de plus en plus marginal dans les prochaines décennies. Des experts de l’Union européenne ont terminé un projet déclarant que l’énergie nucléaire est un investissement vert, c’est-à-dire qu’elle remplit les conditions préalables pour être considérée comme une source d’énergie durable. Avec une technologie capable d’extraire l’uranium des océans du monde entier, elle pourrait jouer un rôle de premier plan dans les alternatives neutres en carbone.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
