核能鈾原料可持續(xù)獲取有了新技術(shù)方案。近日，記者從湖南大學(xué)獲悉，該�；瘜W(xué)化工學(xué)院教授王雙印團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型電化學(xué)雙極提鈾技術(shù)。
該技術(shù)突破了傳統(tǒng)單極提鈾體系理論效率受限、能耗過(guò)大的難題。相關(guān)研究日前在線發(fā)表于國(guó)際期刊《自然·可持續(xù)性》。
在全球能源轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)下，核能作為清潔能源的重要性日益凸顯。陸地鈾礦資源的有限性，制約了核電的快速發(fā)展。海水鈾資源儲(chǔ)量豐富，大約有45億噸，相當(dāng)于陸地總儲(chǔ)量的幾千倍。從海水中提取鈾資源對(duì)保障核能可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，海水提鈾技術(shù)也被《自然》雜志評(píng)為“能改變世界的七種化學(xué)分離技術(shù)之一”。
在眾多海水提鈾方法中，電化學(xué)法因其快速的動(dòng)力學(xué)和材料再生特性成為非常有前景的方法。然而，傳統(tǒng)電化學(xué)法面臨著諸多挑戰(zhàn)，如陽(yáng)極氧析出半反應(yīng)所需的電位高且不具備提鈾的功能，以及高鹽海水環(huán)境中鈾的選擇性差、提取效率低等。
團(tuán)隊(duì)成員、副教授王燕勇介紹，針對(duì)以上問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型陽(yáng)極間接提鈾半反應(yīng)，并開(kāi)發(fā)出了新型雙極提鈾電化學(xué)體系，突破了傳統(tǒng)單極回收體系理論效率受限的瓶頸，大幅提升了鈾的提取效率。
在0.6伏槽電壓的寬鈾濃度區(qū)間模擬海水中，該體系的鈾離子提取率可達(dá)近100%。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將該體系應(yīng)用到真實(shí)的海水中，也獲得高達(dá)90%以上的提取率。
王雙印介紹，該技術(shù)不僅適用于海水提鈾，還可用于核電廠廢水、鈾礦尾水等場(chǎng)景的鈾資源回收。他透露，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已規(guī)劃模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，未來(lái)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化電極材料、電化學(xué)體系與電堆設(shè)計(jì)，助力實(shí)現(xiàn)“向大海要鈾”的戰(zhàn)略目標(biāo)。
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