電化學(xué)方法使海水提鈾更為高效
電化學(xué)方法使海水提鈾更為高效
美國(guó)斯坦福大學(xué)教授崔屹團(tuán)隊(duì)日前開(kāi)發(fā)出一種基于半波整流交流電的電化學(xué)方法，可從海水中高效提取鈾，較之傳統(tǒng)的物理化學(xué)吸附法，提取能力提升了8倍，速度則提升了3倍。相關(guān)成果發(fā)表在最新的英國(guó)《自然—能源》雜志上。
目前，海水中鈾的蘊(yùn)藏量約45億噸，是陸地上已探明鈾礦儲(chǔ)量的2000倍，如果能將海水中的鈾全部提取出用于核電站，發(fā)電量將足夠全世界用上一萬(wàn)年。
崔屹說(shuō)，目前海水提鈾普遍采用的是物理化學(xué)吸附法。由于吸附材料的表面積有限，而海水中鈾濃度偏低，且鹽度很高，用于吸附鈾離子的材料吸附能力很快飽和，無(wú)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士后劉翀介紹，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這種基于半波整流交流電的電化學(xué)方法（HW-ACE），將對(duì)鈾有著很強(qiáng)選擇性和吸附性的偕胺肟材料負(fù)載到導(dǎo)電基底上，導(dǎo)電后，電場(chǎng)使鈾離子遷移到電極并誘導(dǎo)鈾化合物的電沉積，形成電中性鈾化合物。和傳統(tǒng)方法不同，電沉積不受限于吸附表面積的大小，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(yáng)離子阻礙活性位點(diǎn)，并避免了水裂解的發(fā)生。
崔屹表示，由于該方法提取鈾的容量超大，理論上提取能力非常強(qiáng)。隨著未來(lái)提取過(guò)程中耗電量的減少，提取成本有望低于現(xiàn)有海水提鈾技術(shù)，與陸地鈾礦提取成本持平，甚至更低。
