科技日报记者 俞慧友
核能铀原料可持续获取有了新技术方案。5月15日，记者从湖南大学获悉，该校化学化工学院教授王双印团队开发了一种新型电化学双极提铀技术。该技术突破了传统单极提铀体系理论效率受限、能耗过大的难题。相关研究日前在线发表在国际期刊《自然·可持续性》上。
在全球能源转型与“双碳”目标推动下，核能作为清洁能源的重要性日益凸显。陆地铀矿资源的有限性，制约了核电的快速发展。海水铀资源储存丰富，大约有45亿吨，相当于陆地总储量的几千倍。从海水中提取铀资源对保障核能可持续发展具有重要意义，海水提铀技术也被《自然》杂志评为“能改变世界的七种化学分离技术之一”。
在众多海水提铀方法中，电化学法因其快速的动力学和材料再生的特性而成为非常有前景的方法。然而，传统电化学法面临着阳极氧析出半反应所需的电位高且不具备提铀的功能，以及高盐海水环境中铀的选择性差、提取效率低等诸多挑战。
团队成员、副教授王燕勇介绍，针对以上问题，团队设计出了一种新型阳极间接提铀半反应，通过进一步耦合阴极直接电还原回收，首次开发出了新型的双极提铀的电化学体系，突破了传统单极回收体系理论效率受限的瓶颈，大幅提升了铀的提取效率。该体系在0.6V的槽电压下，在宽铀浓度区间（1-100ppm）的模拟海水中，铀离子的提取率可达近100%。团队进一步将该体系应用到真实的海水中，也表现出高达90%以上的提取率。
王双印称，该技术不仅适用于海水提铀，还可用于核电厂废水、铀矿尾水等场景的铀资源回收。他透露，团队现已规划模块化系统设计，未来计划进一步优化电极材料、电化学体系与电堆设计，力争让该成果助力中国实现“向大海要铀”的战略目标。
（受访者供图）
