Uranio dal mare. Sembra fantascienza, eppure è esattamente la direzione che la Cina sta prendendo per alimentare la sua impressionante espansione nucleare. Con 56 reattori operativi e quasi una trentina in costruzione, il paese asiatico punta a diventare la prima potenza nucleare mondiale entro il 2030. Costruisce le centrali in metà del tempo rispetto alla media occidentale e a costi decisamente più contenuti. Ma c’è un problema enorme: tutte quelle centrali hanno bisogno di combustibile, e le miniere di uranio cinesi non riescono a tenere il passo. Nel 2023, la produzione interna si è fermata a circa 1.700 tonnellate, mentre nel 2024 le importazioni hanno toccato quota 22.000 tonnellate. E le stime dicono che per il 2040 ne serviranno almeno 40.000.
Cina: un metamateriale che “pesca” uranio nell’oceano
Essere una superpotenza nelle rinnovabili non basta. La Cina ha fame di energia per sostenere la sua popolazione, la sua industria e soprattutto i centri di dati che alimentano il boom di intelligenza artificiale, robotica e produzione di chip. Servono fonti stabili e potenti, e il nucleare è la risposta più concreta. Per questo Pechino non si limita a cercare riserve di uranio sulla terraferma (ne sono state trovate di importanti nella regione di Ordos), ma guarda anche agli oceani. Gli oceani, del resto, contengono una quantità spaventosa di uranio. Circa 4,5 miliardi di tonnellate. Il problema è la concentrazione, bassissima, appena tre microgrammi per litro. Eppure, in termini assoluti, nei mari c’è mille volte più uranio che in tutte le riserve terrestri conosciute.
Proprio qui entra in gioco il lavoro del Qinghai Institute of Salt Lakes, parte dell’Accademia Cinese delle Scienze, che ha pubblicato uno studio revisionato da pari in cui descrive un metamateriale capace, in sostanza, di funzionare come una spugna per catturare uranio dal mare. Si tratta di un micromotore con struttura metallo organica (MOF), talmente piccolo da misurare appena due micrometri di diametro, molto meno di un capello umano. Questo dispositivo si muove in modo autonomo. Quando è esposto a piccole quantità di perossido di idrogeno si sposta a circa sette micrometri al secondo, e quando viene colpito dalla luce raddoppia la velocità. Il fatto che si muova in modo passivo lo rende, secondo i ricercatori, più efficiente e meno impattante dal punto di vista ambientale rispetto ad altre soluzioni.
Risultati promettenti e sfide ancora aperte
Nei test di laboratorio ogni grammo di questo materiale è riuscito a catturare fino a 406 milligrammi di uranio. Può sembrare poco, ma il concetto prevede l’impiego di veri e propri sciami di queste micro spugne, che lavorano all’unisono. I ricercatori hanno notato qualcosa di affascinante. Durante le prove, il comportamento degli sciami ricordava dinamiche di caccia, con le spugne che “inseguivano” le particelle di uranio nel liquido. Le applicazioni, poi, non si fermerebbero qui. Lo stesso metamateriale potrebbe servire per recuperare altri elementi strategici come il rubidio e il cesio, materiali preziosi in ambiti come la navigazione avanzata, l’elettronica, la propulsione ionica e gli orologi atomici.
Però, ed è un però importante, siamo ancora in una fase iniziale. I micromotori sono ai primi stadi di sviluppo e gli ambienti ad alta salinità, come quello marino reale, limitano il rendimento del sistema. Per ora si parla di una prova di concetto riuscita, non di una tecnologia pronta per il campo. Va detto che il Qinghai Institute non è l’unico a lavorare su questa idea. Anche il Frontiers Science Center for Rare Isotopes dell’Università di Lanzhou sta sviluppando un materiale MOF simile, capace di assorbire fino a 588 milligrammi di uranio per grammo. Il concetto di estrarre uranio dal mare non è nemmeno nuovo in assoluto: il Giappone ci lavora dagli anni Ottanta e diversi altri paesi stanno esplorando tecnologie analoghe. Ma con una domanda che cresce a ritmi vertiginosi, è la Cina a fare i passi più decisi per trasformare gli oceani in una vera e propria miniera di uranio.