Uran aus dem Meer

Die Weltmeere enthalten tausend Mal mehr Kernbrennstoff als die bekannten Lagerstätten an Land. US-Forscher hoffen, ihn mit neuen metall-organischen Verbindungen im großen Stil zu bergen.

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Auch wenn Deutschland mit seiner Energiewende der Kernkraft den Rücken gekehrt hat, kann von einem absehbaren globalen Ausstieg keine Rede sein. Vor allem in China, aber inzwischen auch in den USA sind neue Reaktoren im Bau. Der Bedarf an Uran könnte daher in den kommenden Jahrzehnten noch zunehmen. Die Reserven sind jedoch begrenzt. Wenn auch nur theoretisch: Die Weltmeere enthalten rund tausend Mal mehr Uran als alle bekannten Lagerstätten an Land. Wissenschaftler der University of Carolina wollen nun mit einem neuen Verfahren die gewaltige marine Ressource erschließen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Zwar hat es seit Jahrzehnten immer wieder Versuche gegeben, Uran aus dem Meer zu gewinnen – etwa mit Kunststofffasern, die mit einer Uran-bindenden Chemikalie ummantelt sind. Besonders effizient war das aber nicht. Die Gruppe um den Chemiker Wenbin Lin setzt nun auf so genannte Metall-organische Gerüste (kurz MOF), um Uran-Ionen in den Fluten einzusammeln. In Labortests zeigten sich MOF viermal wirksamer als die bekannten Plastik-Absorber.

MOF sind kristalline Verbindungen, die Hohlräume enthalten. Deren Größe lässt sich je nach Zusammensetzung verändern, so dass das Material eine enorme Gesamtoberfläche haben kann, an der sich andere Stoffe anlagern können. Ihre Adhäsionsfläche ist bis zu zehnmal größer als die von Zeolithen, natürlich vorkommenden Kristallen aus Aluminiumoxiden und Silikaten. Im Unterschied zu Zeolithen enthalten sie auch organischen Verbindungen, die verschiedenste chemische Bindungen eingehen können. Auch als Gassspeicher, etwa für hochflüchtiges Wasserstoffgas, werden MOF inzwischen eingesetzt, wenn auch noch nicht in großem Umfang.

Marines Uran ist nur schwer auszubeuten, weil es in der ungeheuer niedrigen Konzentration von etwa drei Teilchen Uran pro Milliarde Wassermolekülen vorliegt. Ein Problem mit den bisher verwendeten Plastikfasern war zudem, dass sich an sie auch etliche andere im Meerwasser gelöste Ionen banden.

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(bsc)