Fluxnium: Khai thác uranium từ nước biển, mở ra nguồn nhiên liệu hạt nhân đủ dùng 50.000 năm

Fluxnium, một startup công nghệ sạch của Mỹ, vừa công bố công nghệ có thể chiết xuất uranium trực tiếp từ nước biển. Đây được xem là lời giải tiềm năng cho bài toán thiếu hụt nhiên liệu hạt nhân khi nhu cầu năng lượng toàn cầu đang tăng mạnh.

Bài toán nhiên liệu hạt nhân của nước Mỹ

Nước Mỹ đặt mục tiêu đầy tham vọng là tăng gấp ba công suất nhà máy điện hạt nhân vào năm 2050. Tuy nhiên, mục tiêu này có thể gặp trở ngại lớn nếu các đơn vị vận hành không thể mua nhiên liệu với giá hợp lý.

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), giá yellowcake — dạng uranium chưa tinh chế — đã tăng 75% trong vòng 5 năm qua. Thêm vào đó, Mỹ không sở hữu trữ lượng uranium đáng kể trong lãnh thổ.

"Đại dương chứa hơn 4 tỷ tấn uranium, đủ dùng cho khoảng 50.000 năm. Con số này gấp cả nghìn lần tổng trữ lượng của tất cả các mỏ đá rắn đã được xác định cộng lại."

Đó là chia sẻ của Jeff Green, nhà sáng lập kiêm CEO của Fluxnium, trong cuộc trao đổi với TechCrunch.

Công nghệ sợi polymer hút uranium

Fluxnium tuyên bố đã giải quyết được bài toán chiết xuất uranium từ nước biển với chi phí cạnh tranh so với các mỏ khai thác truyền thống. Công nghệ này được phát triển dựa trên nghiên cứu từ các phòng thí nghiệm quốc gia thuộc Bộ Năng lượng Mỹ.

Startup vừa hoàn tất vòng gọi vốn hạt giống trị giá 7 triệu USD, do Congruent Ventures dẫn dắt, với sự tham gia của Active Impact Investments và Constellation Energy — đơn vị vận hành đội nhà máy hạt nhân lớn nhất nước Mỹ.

Nguyên lý hoạt động khá đơn giản:

• Các sợi polymer đặc chế được thiết kế để hút uranium hòa tan trong nước biển
• Sợi được bện thành dây dài, thả xuống biển và treo vào phao, tương tự cách nuôi rong biển
• Sau 30 đến 60 ngày, dây được kéo lên bờ để chiết xuất uranium
• Mỗi dây có thể tái sử dụng nhiều lần, không để lại chất thải độc hại

Sau khi tách khỏi sợi, uranium được tinh chế thành yellowcake và bán vào chuỗi cung ứng giống như sản phẩm từ bất kỳ mỏ khai thác nào.

Yếu tố then chốt: tăng diện tích bề mặt sợi

Theo Green, chìa khóa nằm ở việc tăng diện tích bề mặt của sợi. Khi công nghệ còn được thử nghiệm tại phòng thí nghiệm quốc gia, chi phí chiết xuất lên tới hơn 200 USD/pound — cao hơn gấp đôi giá các nhà cung cấp phương Tây hiện nay.

Bằng cách tăng diện tích bề mặt, Fluxnium có thể hút được nhiều uranium hơn từ nước biển, từ đó kéo giảm chi phí. Phần lớn chi phí còn lại tập trung vào sản xuất sợi và triển khai chúng ngoài đại dương.

Bối cảnh địa chính trị và làn sóng hạt nhân mới

Dù uranium không phải nguyên tố hiếm, các mỏ khai thác lại phân bố rất không đồng đều. Theo Green, hai phần ba đến ba phần tư nguồn cung uranium toàn cầu đến từ Kazakhstan, Uzbekistan, Nga, Namibia, Niger và Trung Quốc — tất cả đều tiềm ẩn rủi ro địa chính trị.

"Với làn sóng hạt nhân mới này, nếu nhu cầu tăng đúng như dự báo, chúng ta sẽ thiếu hụt uranium về mặt cấu trúc."

Fluxnium xuất hiện đúng thời điểm ngành hạt nhân Mỹ đang hồi sinh. Các ông lớn công nghệ đã đầu tư vào nhiều startup hạt nhân nhằm tìm kiếm nguồn điện mới cho các trung tâm dữ liệu AI — vốn tiêu thụ năng lượng khổng lồ.

Green không phải tay mới trong giới khởi nghiệp. Ông từng đồng sáng lập Stamps.com (1996), startup khử muối NanoH2O (2005) và startup loại bỏ carbon 1PointFive (2020).

Thách thức phía trước

Dù công nghệ đầy hứa hẹn, Fluxnium vẫn phải chứng minh khả năng mở rộng quy mô và giảm chi phí xuống mức cạnh tranh thực sự với khai thác truyền thống. Việc triển khai sợi ngoài khơi cũng đặt ra câu hỏi về tác động môi trường và tính khả thi khi vận hành ở quy mô công nghiệp.

"Không có thành phần nào trong quy trình này là hoàn toàn mới. Tất cả đều đã được thực hiện theo những cách khác nhau. Nhiệm vụ của chúng tôi là giảm chi phí trong chuỗi cung ứng, liên tục cải tiến từng công đoạn để đạt mức chi phí thấp nhất có thể."

Nếu thành công, công nghệ của Fluxnium có thể thay đổi cục diện ngành năng lượng hạt nhân toàn cầu — và đặc biệt có ý nghĩa với các quốc gia đang tìm cách đa dạng hóa nguồn năng lượng sạch nhưng phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu, trong đó có Việt Nam với kế hoạch phát triển điện hạt nhân trong tương lai.