Fuzja jądrowa stanowi jedno z najbardziej obiecujących źródeł czystej energii. Wewnątrz reaktorów fuzyjnych naukowcy chcą doprowadzić do reakcji, które w naturze bezustannie zachodzą we wnętrzu Słońca. Jeżeli uda się opanować kontrolowanie plazmy przez długi czas, ludzkość może stworzyć praktycznie nieograniczone źródło energii, które w dłuższej perspektywie mogłoby wyeliminować problemy z dostępem do energii na całym świecie.
Procesy zachodzące wewnątrz reaktorów fuzyjnych sprowadzają się do łączenia izotopów wodoru — deuteru i trytu — w celu wytworzenia helu i znacznej ilości energii. Problem w tym, że trytu nie ma zbyt wiele, a ten który jest, jest niezwykle drogi. Siłą rzeczy, zanim się wprowadzi go do reaktora fuzyjnego, trzeba go wyprodukować w innych reaktorach. To tam swoiste koce litowe są bombardowane neutronami w celu wytworzenia trytu.
Teoretycznie do produkcji trytu można wykorzystywać lit-6 oraz lit-7. Jak jednak podkreślają badacze, lit-6 jest nieporównanie bardziej wydajny w produkcji tego izotopu wodoru. Przed laty naukowcy zdobywali lit-6 wykorzystując do tego metodę COLEX, w której ciekła rtęć była wykorzystywana do oddzielania litu-6 od litu-7. Gdy jednak zakazano korzystać z rtęci, produkcja litu-6 w Stanach Zjednoczonych ustała. Od tego czasu zapasy tego izotopu stale się kurczą. Nie wiadomo, ile litu-6 jeszcze pozostało do dyspozycji naukowców, ale jedno jest pewne: kiedy rewolucja fuzyjna nadejdzie, będzie go potrzeba znacznie więcej.
Czytaj także: Fuzja jądrowa nie zakończy się katastrofą. To zasługa nowej technologii
Teraz jednak wszystko się zmieniło. Naukowcy odkryli właśnie nowy sposób na izolowanie litu-6 i to podczas pracy nad zupełnie innym zagadnienie. Do odkrycia doszło podczas prac nad filtrowaniem wody produkcyjnej powstającej podczas wydobycia ropy naftowej. Jednym z etapów tego procesu było wykorzystanie membrany cementowej do usuwania zanieczyszczeń.
W trakcie analiz okazało się, że owe zanieczyszczenia zawierały wysoki poziom litu, który pojawił się tam wskutek wiązania litu z tlenkiem wanadu (V2O5).
Po dokładnym przyjrzeniu się sytuacji, badacze ustalili, że zeta-V2O5 wychwytuje jony litu, nawet gdy zanieczyszczenia o wysokiej zawartości soli zawierały znacznie wyższe stężenia jonów sodu, magnezu i wapnia. Jeszcze większe zdumienie pojawiło się, gdy badacze ustalili, że materiał ten może skutecznie oddzielać lit-6 od litu-7. Mało tego, gdy jony litu łączą się z zeta-V2O5, materiał ten zmienia kolor z żółtego na ciemnooliwkowy, dzięki czemu naukowcy mogą monitorować proces separacji wizualnie. W pojedynczym cyklu naukowcy byli w stanie wzbogacić lit-6 o 5,7 proc. Zważając na to, że do paliwa fuzyjnego potrzeba wzbogacenia o 30 procent, można ustalić, że konieczne jest powtórzenie całego procesu 25 razy. W ciągu 40 powtórzeń teoretycznie możliwe jest wzbogacenie do poziom 90 proc.
Czytaj także: Fuzja jądrowa z gigantycznym skokiem. Produkują pięć razy więcej energii, niż wykorzystują
To ogromna zmiana dla środowiska badaczy zajmujących się rozwijaniem technologii fuzyjnej. Związek zeta-V2O5 dostępny jest na rynku bez problemu i na dodatek można wykorzystywać go wielokrotnie. Możliwe zatem, że właśnie udało się – niejako przypadkiem – stworzyć wydajną metodę produkcji litu-6, który przyda się do produkcji paliwa do reaktorów przyszłości. Aktualnie trwają intensywne pracy nad skalowaniem metody i wprowadzeniem jej do przemysłu. Świat pełen nieograniczonej ilości energii właśnie przybliżył się do nas o duży krok.