本站5月16日消息,據媒體報道,湖南大學化學化工學院王雙印教授團隊近日在海水提鈾技術領域取得重大突破,成功開發出全球首創的電化學雙極提鈾技術。這一創新成果有效解決了傳統單極提鈾體系效率受限、能耗過高等行業難題,為核能可持續發展提供了新的技術支撐。
在全球能源轉型與"雙碳"目標背景下,核能作為清潔能源的重要性日益凸顯。然而,陸地鈾礦資源的有限性制約了核電的快速發展。海洋中蘊藏著約45億噸鈾資源,是陸地儲量的數千倍,海水提鈾技術因此被《自然》雜志評為"能改變世界的七種化學分離技術之一"。
傳統電化學提鈾方法雖然具有動力學快速、材料可再生等優勢,但一直面臨兩大技術瓶頸:一是陽極氧析出半反應所需電位過高且不具備提鈾功能;二是在高鹽海水環境中鈾的選擇性差、提取效率低。針對這些挑戰,王雙印團隊創新性地設計出陽極間接提鈾半反應,并耦合陰極直接電還原回收,首次構建了新型雙極提鈾電化學體系。
實驗數據顯示,該技術在0.6V槽電壓下,對1-100ppm濃度范圍的模擬海水中的鈾離子提取率接近100%。在真實海水測試中,提取率也達到90%以上,展現出優異的實用性能。據團隊核心成員王燕勇副教授介紹,這一突破性技術不僅大幅提升了鈾的提取效率,還顯著降低了能耗。
王雙印教授表示,該技術的應用前景廣闊,不僅適用于海水提鈾,還可用于核電廠廢水、鈾礦尾水等場景的鈾資源回收。目前團隊已著手進行模塊化系統設計,未來將通過優化電極材料、電化學體系與電堆設計,推動該技術實現產業化應用,助力中國實現"向大海要鈾"的戰略目標。
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