Uran aus dem Ozean: SuperCritical kooperiert mit Universität Michigan
SuperCritical Materials prüft gemeinsam mit der University of Michigan, ob sich Uran aus Meerwasser industriell gewinnen lässt. Im Fokus stehen mechanische Belastbarkeit und die Entwicklung eines Offshore-Systems für den wirtschaftlichen Einsatz.
SuperCritical Materials Corp. ist eine Forschungskooperation mit der University of Michigan eingegangen. Ziel der Partnerschaft ist es zu untersuchen, ob das unternehmenseigene Verfahren zur Extraktion von Uran aus Meerwasser den mechanischen Anforderungen eines industriellen Einsatzes auf hoher See gewachsen ist. Darüber berichtet das Fachportal Mining.com. Im Fokus der Zusammenarbeit stehen die mechanische Auslegung, die Fertigung von Prototypen sowie die Erprobung von Systemen, die auf SuperCriticals lizenzierter Adsorptionstechnologie beruhen.
Die Funktionsweise der Technologie: Ein Adsorptionsmaterial bindet gelöstes Uran, während Meerwasser über dessen Oberfläche fließt. Nach einer festgelegten Expositionsdauer wird das Material eingesammelt und weiterverarbeitet, um das Uran zurückzugewinnen. Nach Unternehmensangaben enthalten die Weltmeere rund 4,5 Milliarden Tonnen gelöstes Uran – ein gewaltiges Rohstoffvorkommen, dessen wirtschaftliche Nutzung bislang jedoch an den technischen Hürden scheiterte.
"Diese Kooperation vereint SuperCriticals Technologie und Entwicklungsprogramm mit der Fachkompetenz der University of Michigan im Bereich des Offshore-Systemdesigns, der Hydrodynamik und der experimentellen Überprüfung", erläuterte 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 Brennstoffbasis zu schaffen, die für eine saubere, grundlastfähige Energieversorgung in den kommenden hundert Jahren erforderlich ist."
Hintergrund: USA wollen Unabhängigkeit von Uranimporten vorantreiben
Die Kooperation kommt zu einem Zeitpunkt, an dem die Vereinigten Staaten ihre heimische Versorgungskette für Kernbrennstoffe ausbauen und stabilisieren möchten, um die Abhängigkeit von Uranlieferungen aus dem Ausland zu reduzieren. SuperCritical strebt danach, ein Bestandteil dieser US-amerikanischen Nuklearbrennstoff-Lieferkette zu werden. Das Programm zur Entwicklung in küstennahen Gewässern zielt auf ein industriell nutzbares und kostengünstiges Design zur Urangewinnung aus dem Meer ab.
Damit nähert sich das Unternehmen einem zentralen ingenieurtechnischen Problem: Es gilt herauszufinden, ob große Mengen des Adsorptionsmaterials unter marinen Bedingungen eingesetzt, dem Meerwasser ausgesetzt und wiederholt effizient geborgen werden können. Genau an diesem Punkt setzt das Forschungsprogramm der University of Michigan an.
Erprobung im Wellenbecken und schrittweise Entwicklung
Das Forschungsvorhaben untersucht das Verhalten von SuperCriticals Adsorptionsmaterial unter verschiedenen mechanischen Belastungen – etwa beim Verpacken, Ausbringen, bei der Exposition im Meer und beim Bergen. "Die Gewinnung kritischer Rohstoffe aus dem Ozean erfordert mehr als nur ein leistungsfähiges Absorptionsmittel", betonte Dr. Haji. "Es braucht ein Offshore-System, das unter anspruchsvollen marinen Bedingungen effizient, zuverlässig und verantwortungsvoll betrieben werden kann."
Die Tests sind im Aaron Friedman Marine Hydrodynamics Laboratory der University of Michigan vorgesehen. Die dortigen Becken ermöglichen die Simulation von Wellen, Strömungen und weiteren marinen Bedingungen in einer kontrollierten Umgebung. Dadurch lassen sich Belastungen realitätsnah nachstellen, ohne das Material direkt im offenen Meer einsetzen zu müssen.
Auch SuperCritical-CEO Alexander Canon Bryan formulierte die zentrale Fragestellung eindeutig: "Die Frage lautet, ob das Adsorptionsmaterial effizient und wiederholt im industriellen Maßstab eingesetzt, exponiert und geborgen werden kann." Die Antwort auf diese Frage entscheidet darüber, ob aus dem Laboransatz ein wirtschaftlich tragfähiges Verfahren entsteht.
Schrittweises Vorgehen bis zur Machbarkeitsstudie
Die Forschung erfolgt in mehreren Phasen. Zunächst steht die mechanische Charakterisierung des Adsorptionsmaterials im Vordergrund, danach die Bewertung von Packungskonfigurationen. Es folgen die Entwicklung von Prototypen, hydrodynamische Tests sowie die Optimierung der Systeme für künftige Offshore-Pilotanlagen.
Die Entwicklung und Erprobung von Systemen, die große Mengen Adsorptionsmaterial über wiederholte Betriebszyklen einsetzen und bergen können, ist nach Unternehmensangaben der nächste Schritt, bevor Offshore-Tests überhaupt in Betracht kommen. Ergebnisse aus dem Programm der University of Michigan sollen zudem eine künftige Machbarkeitsstudie untermauern, die darauf abzielt, SuperCriticals System weiter zu einem Design im industriellen Maßstab zu entwickeln.
Für Rohstoffanleger und Beobachter der Nuklearbranche ist die Kooperation ein Zeichen dafür, dass die Urangewinnung aus Meerwasser von der Grundlagenforschung in Richtung industrieller Anwendung vorrückt. Ob sich das Verfahren wirtschaftlich durchsetzen kann, hängt entscheidend davon ab, wie widerstandsfähig die Materialien unter Dauerbelastung im Meer arbeiten und wie effizient sie sich bergen lassen. Die Extraktion von Uran aus Meerwasser ist bislang vor allem eine ingenieurtechnische Herausforderung – nicht eine Frage der Ressourcenverfügbarkeit.