3 мин. чтения
12/14/2023 10:23:03 AM

Извлечение урана из морской воды в качестве другого источника ядерного топлива

Article Preview Image Эта новая покрытая ткань эффективно накапливала уран (в желтом цвете) на своей поверхности от морской воды с ураном.Кредит: адаптирован из ACS Central Science, 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c01291

Океаны покрывают большую часть поверхности Земли и поддерживают ошеломляющее количество форм жизни, но они также являются домом для разбавленной популяции ионов урана.И - если мы можем вытащить эти конкретные ионы из воды - они могут быть устойчивым источником топлива для получения ядерной энергии.

Исследователи, публикующие в центральной науке ACS, в настоящее время разработали материал для использования с электрохимической экстракцией, которая привлекает более эффективные ионы урана из морской воды более эффективно, чем существующие методы.

Ядерные энергетические реакторы высвобождают энергию, естественно, хранящуюся внутри атома, и превращают ее в тепло и электричество, буквально разбивая атом - процесс, известный как деление.Уран стал предпочтительным элементом для этого процесса, поскольку все его формы нестабильны и радиоактивны, что облегчает его разделение.

В настоящее время этот металл извлечен из камней, но отложения урановой руды конечны.Тем не менее, Агентство по ядерной энергии оценивает, что в наших океанах плавает 4,5 миллиарда тонн урана в качестве растворенных ионов уранила.Этот резерв в 1000 раз больше, чем на земле.

Тем не менее, извлечение этих ионов оказалось сложной задачей, поскольку материалы для этого не имеют достаточной площади поверхности, чтобы эффективно улавливать ионы.Таким образом, Руи Чжао, Гуаншан Чжу и его коллеги хотели разработать электродный материал с большим количеством микроскопических уголков и черепах, которые можно использовать в электрохимическом захвате ионов урана из морской воды.

Чтобы создать свои электроды, команда начала с гибкой ткани, сотканной из углеродных волокон.Они покрыли ткань двумя специализированными мономерами, которые затем были полимеризованы.Затем они обработали ткань гидрохлоридом гидроксиламина, чтобы добавить амидоксимные группы в полимеры.Естественная, пористая структура ткани создала много крошечных карманов для амидоксима, чтобы прижать и легко улавливать ионы уранила.

В экспериментах исследователи поместили покрытую ткань в качестве катода в морской воде с естественным источником или ураном, добавили графитовый анод и запустили циклический ток между электродами.Со временем ярко-желтый, на основе урана накапливался на катодной ткани.

В испытаниях с использованием морской воды, собранной у моря Бохай, электроды извлекали 12,6 миллиграмма урана на грамм воды в течение 24 дней.Емкость материала с покрытием была выше, чем у большинства других материалов, подвергающихся урану, протестированных командой.Кроме того, использование электрохимии для ловушки ионов было примерно в три раза быстрее, чем просто позволило им естественным образом накапливаться на ткани.

Исследователи говорят, что эта работа предлагает эффективный метод для захвата урана из морской воды, который может открыть океаны как новых поставщиков ядерного топлива.

Больше информации: Самостоятельные пористые ароматические рамки электроды для эффективного электрохимического экстракции урана, центральная наука ACS (2023).Doi: 10.1021/acscentsci.3c01291

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Cухие электроды без растворителей

7/20/2024 · 3 мин. чтения

Cухие электроды без растворителей

Управляемая влажностью мембрана удаляет углекислый газ из воздуха

7/20/2024 · 3 мин. чтения

Управляемая влажностью мембрана удаляет углекислый газ из воздуха