近日从西南科技大学获悉,该校核素分离与核环境安全团队研发的协同配位 - 还原界面一体化电极新材料取得重大突破,成功从海水中电化学提取出黑色 UO2产物,攻克了电化学海水提铀领域长期存在的杂质共沉积难题。
据了解,全球清洁能源需求持续攀升,核能作为高效低碳能源备受关注,但陆地铀资源稀缺制约其发展。海水蕴含约 45 亿吨铀资源,电化学海水提铀技术被视为重要解决方案,然而杂质共沉积等问题一直阻碍其工业化。
该团队创新研发的新型电极材料,通过将铀酰捕捉位点与还原位点在空间上统一,构筑起协同配位 - 还原位点,有效保证四价铀的形成和保存,避免碱在晶体转化中的共沉积。实验显示,其在实际海水中的电化学铀提取能力达 2.65 mg g-1d-1,居国际同类型电极最高水平。
值得一提的是,团队搭建出国际首台能源自持式流动型电化学海水提铀装置,它能把海上太阳能直接转为电能,实现无外加电场的电化学海水提铀,这一突破意义非凡。在自然光日照时,装置可稳定输出 3-5V 电压,并于中核集团海南棋子湾海试平台首次通过海试验证。
图表 2光伏耦合能源自持式流动型电化学海水提铀装置海试图
随着团队与涉核企业、科研机构合作的不断深入,这项融合了新材料与新装置优势的技术有望加速落地。该技术不仅能破解铀资源短缺的困局,更将推动海水提铀技术迈向节能、高效的新阶段,为全球清洁能源转型提供强有力的技术支撑,具有不可估量的经济和环境价值。(李晓燕 岳斌)