A China está passando por uma primavera nuclear e precisa de urânio em toneladas; sua solução: um material que o "extrai" do mar

Construir uma usina nuclear custa uma fortuna. Estima-se que custe entre US$ 24 bilhões e US$ 60 bilhões (entre R$ 119,7 bilhões e R$ 299,2 bilhões), dependendo das características da usina. No entanto, a China entrou em ritmo acelerado nessa corrida e já possui 56 reatores nucleares, além de quase outros 30 em construção.

Leva metade do tempo para construir uma usina e é mais barato, o que a coloca na disputa para se tornar a principal potência nuclear do mundo até 2030. Mas essas usinas precisam de combustível, e a China percebeu que precisa extrair urânio de onde for possível.

Sua invenção mais recente é um metamaterial que extrai urânio do mar.

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Uma necessidade urgente

Ser líder em energias renováveis ​​não é suficiente para a China, que precisa de energia para abastecer sua população, sua indústria e, principalmente, seus data centers. Com suas grandes empresas de tecnologia focadas em robótica, criação de chips e inteligência artificial, toda a energia injetada na rede é bem-vinda, mas, como dissemos, uma usina nuclear precisa de combustível.

Eles precisam de muito, muito mesmo, urânio, e o problema é que suas minas não produzem o suficiente. Estima-se que, em 2023, a produção tenha sido de apenas 1.700 toneladas. Em 2024, importaram 22 mil toneladas e, se quiserem manter esse ritmo, precisam de mais. Encontraram reservas significativas em Ordos, mas também querem explorar o mar.

Os oceanos contêm urânio. Estima-se que existam cerca de 4,5 bilhões de toneladas, mas em uma concentração extremamente baixa de apenas três microgramas por litro. Devido à imensidão do oceano, há mil vezes mais urânio nos mares do que nas reservas terrestres conhecidas, e a China quer aplicar o princípio de "quem chega primeiro, é servido primeiro".

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O metamaterial

Para esse fim, o Instituto de Lagos Salgados de Qinghai, da Academia Chinesa de Ciências, apresentou recentemente um estudo revisado por pares detalhando um metamaterial que, essencialmente, age como uma esponja para capturar urânio. Ele é extremamente pequeno, com apenas dois micrômetros de diâmetro (muito mais fino que um fio de cabelo humano).

O "dispositivo" é um micromotor de estrutura metalorgânica (MOF) que se move autonomamente de duas maneiras. Quando exposto a pequenas quantidades de peróxido de hidrogênio, ele se move a cerca de sete micrômetros por segundo. Quando exposto à luz, dobra essa velocidade.

De acordo com os pesquisadores, por se mover passivamente, ele é mais eficiente e ecológico do que outros materiais.

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Urânio como presa

Mas... será que captura alguma coisa? Segundo a pesquisa, em testes de laboratório, cada grama do material capturou até 406 miligramas de urânio. É uma quantidade que pode parecer ridiculamente pequena, mas a ideia é ter enxames repletos dessas "esponjas" de urânio caçando em uníssono.

Os pesquisadores apontam que, nos testes, observaram padrões que lembram uma caçada, com o enxame de esponjas perseguindo as partículas de urânio.

Segundo eles, a aplicação do metamaterial vai além da pesca de urânio e poderia ser usada para recuperar outros elementos estratégicos, como rubídio e césio. Esses são metais alcalinos de grande valor em tecnologias avançadas para navegação, eletrônica, propulsão iônica e relógios atômicos. Em resumo: assim como o urânio, é um elemento muito valioso para a tecnologia, defesa e indústria aeroespacial.

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Ainda há trabalho pela frente

No entanto, embora os resultados em laboratório sejam promissores, o trabalho dos pesquisadores de Qinghai enfrenta desafios significativos. Os micromotores, por exemplo, ainda estão em fase inicial de desenvolvimento, e eles também confirmam que ambientes com alta salinidade limitam o desempenho do sistema.

Eles não são os únicos

Por enquanto, essa esponja caçadora de urânio é uma prova de conceito bem-sucedida, mas muito trabalho será necessário antes que possa ser aplicada no mundo real.

A China não está apenas promovendo seu programa nuclear, mas também tudo relacionado à alta tecnologia e elementos estratégicos, e o MOF (Metal-Organic Framework) do Instituto de Lagos Salgados de Qinghai não é o único metamaterial para captura de urânio que descobrimos recentemente.

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O Centro de Ciências de Fronteira para Isótopos Raros da Universidade de Lanzhou também está desenvolvendo um conceito semelhante, capaz de absorver até 588 miligramas de urânio por grama de material. A ideia de "pescar" urânio não é nova, já que o Japão começou a desenvolver essa tecnologia na década de 1980 e outros países também estão aprimorando-a.

No entanto, com a China estimada em precisar de 40 mil toneladas de urânio até 2040, não é surpreendente que o país esteja tomando medidas drásticas para extrair urânio de todas as fontes possíveis.

Imagens | Esin Üstün, RobertoUderio