铀

20231220 “海水提铀”新突破:只需通电,量和速度均大幅提升!

铀(U),具有硬度强、密度高、可延展、有放射性等特征。一般可在铀与氧、氧化物或硅酸盐的结合物中发现该元素。铀原子能发生裂变反应,释放大量能量从而可以应用于发电,核武器制造等领域。

根据目前的估计,陆地上已知的铀储量约为800万吨。而按照目前的技术,这足以为世界上的核反应堆提供几个世纪的燃料,但据估计,海洋中还有45亿吨溶解的铀酰离子。

试想一下,如果我们能够经济地提取这些资源,它将极大地扩展能源的未来。更妙的是,随着铀从海水中被去除,更多的铀会从地壳中渗透进来,为我们的后代提供至少能维持10亿年以上的核燃料。

顾名思义,海水提铀就是从海水中提取铀化合物的过程。海水提铀的研究,主要集中在吸附剂的研制、吸附装置与工程设施两个方面。这是因为海水中含铀浓度极低,需要处理的海水量很大,而其他杂质含量既杂又浓,从而要求达到较高的铀富集系数。

近期,中国东北师范大学的一组科学家在这一领域取得了突破,他们开发了一种从普通海水中提取铀的电化学方法,这种方法有可能为人类提供有效的无限能源。最新研究成果已于近期发表在了美国化学会综合性旗舰期刊《ACS Central Science》上。

在过去,其他研究人员已经研究过使用聚合物垫、导电纤维和其他方法。现在,东北师范大学正在研究一种柔性布料,这种布料由碳纤维编织而成,表面涂有两种特殊的单体,并用盐酸羟胺处理。多孔布为偕胺肟(吸附材料)提供了“小袋”,它可以捕获铀酰离子。

具体而言,这块布被置于海水或铀酰离子溶液中,充当阴极。同时,添加了石墨阳极。当电流在两者之间流过时,亮黄色的铀基沉淀物就会聚集在阴极布上。

经过测试,研究小组报告说,在24天内,每克水可以提取12.6毫克铀,这比其他测试材料的量和速度都要高。这项工作提供了一种从海水中捕获铀的有效方法,这可能使海洋成为核燃料的新供应商。

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