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해양에는 광대한 양의 우라늄이 매장돼 있지만 극도로 희석된 상태로 존재하기 때문에 경제적인 추출이 과제다. 과학기술일보 보도에 따르면 해수에는 우라늄 이온이 매우 낮은 농도로 존재하는 반면 경쟁 금속 이온과 미생물이 공존해 높은 선택성과 고용량, 생물 오염 방지 기능을 갖춘 흡착제가 실용적인 해수 우라늄 추출의 핵심이다.
중국 연구진은 실험실 조건에서 불과 5분 만에 흡착 평형에 도달하는 ‘포스케이지(PhosCage)’라는 소재를 개발했다. 여러 해역에서 채취한 실제 해수 샘플을 사용한 시험에서 포스케이지는 g당 최대 50.4mg의 우라늄 추출 용량을 기록했다. 이는 미국 에너지부가 제시한 관련 기준치의 8.4배에 달하는 수치다.
연구진은 포스케이지와 아라미드 나노섬유를 결합, 우라늄 이온 포집 효율을 높이는 기공 구조의 이중 네트워크 복합 에어로겔 미세구체(AC-POC)를 대량 생산하는 데 성공했다. 연구 결과에 따르면 AC-POC는 다수 경쟁 이온이 존재하는 시스템내에서도 높은 선택성을 나타냈다.
글로벌타임스는 이번 연구 결과가 해수 우라늄 추출을 위한 다공성 유기 케이지 소재 활용의 공백을 메웠으며 방오 성능·고선택성·고용량을 갖춘 지속 가능한 흡착제 개발을 위한 이론적·공학적 기반을 마련했다고 평가했다.
중국은 최근 해수 우라늄 추출 관련 기술에 공격적으로 투자하고 있다. 올 초에도 바다 속을 물고기처럼 다니면서 우라늄을 추출하는 물질을 개발해 글로벌 학술지에 게재하기도 했다.
이같은 해수 우라늄 추출 기술 투자는 최근 전 세계에서 가장 많이 원전을 건설 중인 중국에게 큰 의미를 지닌다. 현재 중국은 우라늄 전량을 해외에 의존하고 있는 것으로 추정된다. 때문에 신규 원전에 필요한 우라늄을 경제적으로, 효과적으로 확보해야 하는 숙제가 있다.
