Verarmd uranium was afval maar is nu ook grondstof voor waterstofopslag

Het Engelse ministerie BEIR˚) heeft een subsidie van £ 7,7 miljoen (€ 9 miljoen) beschikbaar gesteld voor de ontwikkeling en bouw van een demonstratiefaciliteit voor de opslag van waterstof in verarmd uranium. Het consortium, dat de subsidie krijgt, bestaat uit EDF UK R&D˚), UKAEA˚), Universiteit van Bristol en Urenco. De faciliteit heet HyDUS˚˚) en komt op het terrein van het kernfusieonderzoekinstituut van UKAEA in Culham. Dat is naast de Joint European Torus (JET), de Europese kernfusiereactor. De technologie en ervaring, die met waterstof bij JET is opgedaan, komt goed van pas bij de ontwikkeling van HyDUS. De opslag is in de vorm van uraniumhydride, UH3. Hij vindt plaats in een bed van nanodeeltjes van uranium onder normale omgevingscondities, zoals luchtdruk en temperatuur. In minuscule uraniumkorrels dus. Tijdens de opslagfase bindt de waterstof zich aan de korrels. De productie van waterstof gebeurt door het bed te verwarmen. Vanwege het gewicht van het uranium is deze vorm van waterstofopslag vooral geschikt voor stationaire toepassing. Desgewenst ook voor langetermijnopslag. De eerste opslagfaciliteiten zullen komen op de vestigingsplaatsen van kerncentrales.

De opslag van waterstof is in technisch opzicht lastig.

Opslag kan in de vorm van vloeibare waterstof bij een temperatuur van 253 Celsius onder nul. Nadelen zijn de grote hoeveelheid energie, die nodig is om de lage temperatuur te bereiken en het verlies, dat optreedt door het koken van de vloeibare waterstof, teneinde de lage temperatuur in stand te houden. Opmerkelijk is dat de opslag in HyDUS per kubieke meter tweemaal meer waterstof bevat, dan die in vloeibare vorm.

Een tweede techniek is om de waterstof te comprimeren. Ook het realiseren van de hoge druk kost een aanzienlijke hoeveelheid energie. Bovendien zijn dit soort systemen nooit helemaal lekdicht. Ze mogen vanwege ontploffingsgevaar daarom alleen in goed geventileerde ruimtes staan.

Een derde techniek is in de vorm van waterstofhydride, de chemische verbinding van waterstof en een metaal. Zoals bijvoorbeeld uranium. TU Delft doet ook onderzoek naar deze vorm van opslag. Met name aan het veel lichtere natriumboorhydride (NaBH4).

Omdat de commerciële kernenergie al meer dan vijftig jaar bestaat, is er geen gebrek aan verarmd uranium. Een verrijkingsfabriek splitst het natuurlijk uranium, dat voor 99,3% uit U-238 en voor 0,7% uit U-235 bestaat, in een verrijkte fractie met circa 4% U-235 en een verarmde fractie met 0,35% U-235. De hoeveelheid uranium in de verarmde fractie is veel groter dan die in de verrijkte. Ter illustratie: Honderd ton natuurlijk uranium levert circa tien ton verrijkt en negentig ton verarmd uranium op. Omdat verarmd uranium licht radioactief is, valt het in de categorie radioactief afval.

Meer informatie:
https://www.urenco.com/news/global/2022/7.7m-award-for-hydrogen-uranium-energy-storage-pilot

˚) ● BEIR: Business, Energy & Industrial Strategy (Handel, Energie en Industriële Strategie)
● EDF: Électricité de France
● UKAEA: UK Atomic Energy Authority, Kernenergieonderzoekorganisatie van de Engelse overheid
˚˚) HyDUS: Hydrogen Depleted Uranium Storage

Terug naar het nieuwsoverzicht