尽管存在放射性废物处置和偶尔出现的福岛规模灾害等问题，核电相对化石燃料来说仍然更为高效和清洁，目前全球电力的13%和美国电力的20%都是核电产生的。虽然1公斤铀-235完全裂变可以产生相当于3000吨煤燃烧释放的能量，全世界的核反应堆每年依然要用去大量的铀。据估计，目前全球的铀库存量是550万吨，产量最高的是哈萨克斯坦、加拿大和澳洲，占全球产量70%以上，而核能大国美国和中国占比均未达到3%，因此如何提高铀产量一直是研究的重点题目。

近日，美国斯坦福大学教授崔屹团队开发了一种能够从海水中收集铀的电化材料，提高了从海水中获取铀的能力、速度并可重复使用，虽然离商业化应用仍然有较长的路要走，但已经迈出了极为可喜的一步。

崔屹教授2月22日接受科技日报记者采访时透露，该团队日前开发出一种基于半波整流交流电的电化学方法，可从海水中高效提取铀，较之传统的物理化学吸附法，提取能力提升了8倍，速度则提升了3倍。相关研究成果发表在最新的英国《自然·能源》杂志上。

目前，海水中铀的蕴藏量约45亿吨，是陆地上已探明铀矿储量的2000倍，如果能将海水中的铀全部提取出用于核电站，发电量将足够全世界用上一万年。

崔屹告诉记者，目前海水提铀普遍采用的是物理化学吸附法。由于吸附材料的表面积有限，而海水中铀浓度偏低，且盐度很高，用于吸附铀离子的材料吸附能力很快饱和，无法有效地提取足够的铀，提铀成本也比陆地铀矿提炼成本高很多。

图：研究者之一Chong Liu在将碳偕胺肟电极装配到流动装置之前进行检查

论文第一作者、斯坦福大学材料科学与工程学院博士后Chong Liu介绍，该团队开发的这种基于半波整流交流电的电化学方法（HW-ACE），将对铀有着很强选择性和吸附性的偕胺肟材料负载到导电基底上，导电后，电场使铀离子迁移到电极并诱导铀化合物的电沉积，形成电中性铀化合物。和传统方法不同，电沉积不受限于吸附表面积的大小，为此铀提取容量可以大大提升。而交替变化的脉冲电压防止了其他阳离子阻碍活性位点，并避免了水裂解的发生。

崔屹表示，由于该方法提取铀的容量超大，理论上提取能力非常强。随着未来提取过程中耗电量的减少，提取成本有望低于现有海水提铀技术，与陆地铀矿提取成本持平，甚至更低。

文章链接：

Chong Liu, et al, "A half-wave rectified alternating current electrochemical method for uranium extraction from seawater," Nature Energy 2, Article number: 17007 (2017), doi:10.1038/nenergy.2017.7

（本文部分参考自：科技日报；）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页