Diversifikasi Pasokan Uranium: Peran ISL, Hidrometalurgi, serta Teknologi Fotokatalitik–Elektrokatalitik

Sejak 2022, riset ekstraksi uranium makin ramai karena dua kebutuhan berjalan beriringan yaitu pasokan bahan bakar nuklir untuk sistem energi rendah karbon, dan dorongan diversifikasi sumber uranium dari material yang selama ini dianggap sulit dimanfaatkan, seperti air laut dan salt lake brine. Di saat metode konvensional terus disempurnakan untuk efisiensi dan dampak lingkungan yang lebih kecil, gelombang riset baru menonjol lewat pendekatan fotokatalitik dan elektrokatalitik, dibantu material berpori generasi baru seperti COF, MOF, dan membran yang dirancang agar tetap selektif di larutan dengan komposisi ion yang rumit.

Di jalur produksi primer, in-situ leaching atau ISL masih menjadi tulang punggung pada banyak operasi karena bijih tidak perlu diangkat ke permukaan. Prinsip dari ISL ini yaitu larutan pelindi dialirkan melewati zona bijih yang permeabel, uranium dilarutkan dan dipompa kembali ke permukaan untuk tahap pemurnian. Kinerja ISL bisa tinggi pada kondisi geologi yang tepat, tetapi keberhasilannya sangat ditentukan oleh sifat endapan, pengendalian aliran bawah tanah, serta strategi restorasi lingkungan setelah operasi selesai (Li & Yao, 2024).

Pada bijih yang ditambang, rute hidrometalurgi masih menjadi pendekatan utama karena uranium lebih mudah dipindahkan dari fase padat ke larutan. Tahap awalnya adalah pelindian untuk melarutkan uranium dari bijih, lalu larutan hasil pelindian dimurnikan dan diperkaya agar pengotor berkurang dan kadar uranium meningkat. Setelah itu, uranium diendapkan melalui presipitasi sehingga diperoleh produk padat yang lebih stabil dan mudah ditangani sebagai konsentrat uranium. Arah pengembangannya sekarang lebih fokus pada hal yang terasa praktis di lapangan, misalnya menekan konsumsi reagen, meningkatkan selektivitas terhadap pengotor, dan membuat proses tetap ekonomis meski kadar uranium pada bijih makin rendah (Su et al., 2025).

Ketika berpindah ke sumber non-konvensional, tantangannya berubah drastis. Air laut menyimpan uranium dalam jumlah total yang sangat besar, tetapi konsentrasinya sangat encer, sekitar orde beberapa bagian per miliar (ppb;µg/l), sehingga teknologi yang dibutuhkan harus sangat selektif dan mampu bekerja lama tanpa cepat rusak atau tertutup biofouling. Di sisi lain, salt lake brine bisa menawarkan kadar uranium yang lebih tinggi, namun matriks ioniknya jauh lebih agresif dan kompleks sehingga material ekstraksi harus tahan salinitas tinggi sekaligus tetap memilih uranium di tengah dominasi ion lain (Xie et al., 2026).

Pendekatan fotokatalitik menarik karena memanfaatkan cahaya untuk menggerakkan reaksi redoks sehingga U(VI) dapat ditransformasikan menjadi bentuk yang lebih mudah diimobilisasi dan dipanen. Dalam praktik riset terkini, strategi yang paling menjanjikan biasanya bukan hanya mengikat uranil, tetapi juga mengatur agar produk akhir bisa dikumpulkan secara rapi dan materialnya dapat dipakai berulang. Contohnya, konsep growth–elution pada pembentukan fase studtite dari uranium memadukan penangkapan uranil dan pembentukan endapan yang kemudian dapat dielusi untuk menjalankan siklus berulang, sehingga lebih dekat ke kebutuhan proses jangka panjang dibanding uji batch sekali pakai. Di sisi lain, material COF juga berkembang pesat karena bisa menggabungkan porositas tinggi dengan situs pengikat spesifik, termasuk laporan pemanfaatan COF nanowires untuk pengambilan uranium dari lingkungan menyerupai air laut di bawah iradiasi cahaya (Zhu et al., 2023).

Sementara itu, elektrokatalisis dinilai lebih mudah dikendalikan karena prosesnya digerakkan oleh beda potensial listrik yang dapat diatur. Biasanya materialnya didesain memiliki gugus pengikat selektif untuk uranil, lalu proses elektrokimia membantu memperkaya uranium di permukaan atau mendorong transformasi yang memudahkan pemisahan. Pendekatan ini menarik untuk dikembangkan ke sistem alir karena parameter operasinya bisa diatur lewat tegangan dan arus, meskipun tantangan realnya tetap sama; bagaimana menjaga stabilitas elektroda, mencegah fouling, dan mempertahankan selektivitas di air laut atau brine yang penuh ion kompetitor (Liu et al., 2022).

Pada akhirnya, arah riset yang paling menjanjikan untuk menuju aplikasi bukan hanya mengejar angka kapasitas tertinggi, tetapi memastikan materialnya tahan lama, prosesnya bisa diulang, dan desainnya bisa dipindahkan dari beaker ke modul yang realistis, seperti membran, fixed-bed, atau sistem elektrokimia berpori. Jika tiga hal ini bisa dipenuhi, teknologi non-konvensional seperti fotokatalisis dan elektrokatalisis berpotensi menjadi pelengkap penting bagi pasokan uranium global, terutama untuk pemulihan dari aliran limbah, brine tertentu, atau aplikasi niche yang memang membutuhkan selektivitas dan dampak lingkungan yang rendah.

Referensi

Li, G., & Yao, J. (2024). A Review of In Situ Leaching (ISL) for Uranium Mining. In Mining (Vol. 4, Number 1, pp. 120–148). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). https://doi.org/10.3390/mining4010009

Liu, X., Xie, Y., Hao, M., Chen, Z., Yang, H., Waterhouse, G. I. N., Ma, S., & Wang, X. (2022). Highly Efficient Electrocatalytic Uranium Extraction from Seawater over an Amidoxime-Functionalized In–N–C Catalyst. Advanced Science, 9(23). https://doi.org/10.1002/advs.202201735

Su, X. Bin, Yuan, Y., Jia, X. M., Cheng, W., Liu, H., Deng, J. X., Ren, Y., Xu, Y., Xu, G. L., Meng, Y. S., & Yi, A. F. (2025). Review and Prospect of Uranium Hydrometallurgy in China. In He-Huaxue yu Fangshe Huaxue/Journal of Nuclear and Radiochemistry (Vol. 47, Number 4, pp. 313–326). Science Press. https://doi.org/10.7538/hhx.2025.47.04.0313

Xie, Y., Chen, H., Li, J., Liu, X., Hao, M., Chen, Z., Wang, S., Wakeel, M., & Wang, X. (2026). Challenges of photocatalytic extraction of uranium: a review. Chemical Synthesis, 6(1). https://doi.org/10.20517/cs.2025.16

Zhu, W., Li, X., Wang, D., Fu, F., & Liang, Y. (2023). Advanced Photocatalytic Uranium Extraction Strategies: Progress, Challenges, and Prospects. In Nanomaterials (Vol. 13, Number 13). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). https://doi.org/10.3390/nano13132005