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電化學方法讓海水提鈾能力提升8倍

2017年02月24日08:28 | 來源:科技日報
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科技日報北京2月23日電 (記者姜靖)美國斯坦福大學教授崔屹22日接受科技日報記者採訪時透露,該團隊日前開發出一種基於半波整流交流電的電化學方法,可從海水中高效提取鈾,較之傳統的物理化學吸附法,提取能力提升了8倍,速度則提升了3倍。相關成果發表在最新的英國《自然·能源》雜志上。

目前,海水中鈾的蘊藏量約45億噸,是陸地上已探明鈾礦儲量的2000倍,如果能將海水中的鈾全部提取出用於核電站,發電量將足夠全世界用上一萬年。

崔屹告訴記者,目前海水提鈾普遍採用的是物理化學吸附法。由於吸附材料的表面積有限,而海水中鈾濃度偏低,且鹽度很高,用於吸附鈾離子的材料吸附能力很快飽和,無法有效地提取足夠的鈾,提鈾成本也比陸地鈾礦提煉成本高很多。

論文第一作者、斯坦福大學材料科學與工程學院博士后劉翀介紹,該團隊開發的這種基於半波整流交流電的電化學方法(HW-ACE),將對鈾有著很強選擇性和吸附性的偕胺肟材料負載到導電基底上,導電后,電場使鈾離子遷移到電極並誘導鈾化合物的電沉積,形成電中性鈾化合物。和傳統方法不同,電沉積不受限於吸附表面積的大小,為此鈾提取容量可以大大提升。而交替變化的脈沖電壓防止了其他陽離子阻礙活性位點,並避免了水裂解的發生。

崔屹表示,由於該方法提取鈾的容量超大,理論上提取能力非常強。隨著未來提取過程中耗電量的減少,提取成本有望低於現有海水提鈾技術,與陸地鈾礦提取成本持平,甚至更低。

(責編:杜燕飛、王靜)

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