電化學方法使海水提鈾更為高效
美國斯坦福大學教授崔屹團隊日前開發(fā)出一種基于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(tǒng)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(guān)成果發(fā)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于核電站，發(fā)電量將足夠全世界用上一萬年。
崔屹說，目前海水提鈾普遍采用的是物理化學吸附法。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(fā)的這種基于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并誘導鈾化合物的電沉積，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離子阻礙活性位點，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。隨著未來提取過程中耗電量的減少，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。