核燃料新來源,用帶電布料輕鬆「海水取鈾」

作者 | 發布日期 2023 年 12 月 20 日 15:00 | 分類 核能 , 環境科學 , 能源科技 line share follow us in feedly line share
核燃料新來源,用帶電布料輕鬆「海水取鈾」


海水萃取鈾元素在技術上是可行的,可是如何提高鈾量、降低技術成本又是另一回事,最近中國東北師範大學科學團隊,從一般海水就可提取鈾的電化學方法,可能為人們提供有效的無限能源。

目前陸上已知的鈾儲量約為 800 萬噸,這足以為世界上的核電廠提供幾世紀燃料,但海洋有更多,海洋中的鈾元素含量約為 45 億噸,以鈾酰離子形式存在,但海水取鈾的成本終究還是比露天開採、地下開採等傳統方式還貴,因此科學家們正努力尋找新的萃取方法。

過去各界研究人員也常識使用聚合物墊子、導電纖維等等辦法來提取鈾。現在東北師範大學則開發碳纖維編織而成的柔軟布料,透過塗上兩種特殊的單體,經過鹽酸羥胺處理後,就可以用布料的多孔結構捕捉鈾酰離子。

團隊認為這項技術就好比學校裡面的化學實驗,將布放置在海水或鈾酰離子溶液中,充當陰極,另一邊添加石墨陽極,當電流在兩者之間流動時,亮黃色的鈾沉澱物就會漸漸累積在陰極布料上。在測試中,團隊報告指出,在 24 天內每克水提取 12.6 毫克鈾,捕捉更多鈾、速度也更快。

研究人員表示,這是另一種海水取鈾的有效方法,有助於讓海洋做為核燃料的新來源。

現在各國能源正從化石燃料慢慢轉向太陽能、風力發電等再生能源,但核能仍提供世界大量電力,2017 年核能提供全球 10% 能源,2022 年新增核電裝置達到 8 GW,有鑑於核電關鍵材料鈾元素僅在少數國家發現,隨著核電裝置增加、供應將持續減少,海洋將是未來重要的燃料來源之一。

(首圖來源:美國化學學會