新型電化學法海水提鈾效率突破90%

科技日報訊 （記者俞慧友）核能鈾原料可持續獲取有了新技術方案。近日，記者從湖南大學獲悉，該校化學化工學院教授王雙印團隊開發了一種新型電化學雙極提鈾技術。

該技術突破了傳統單極提鈾體系理論效率受限、能耗過大的難題。相關研究日前在線發表於國際期刊《自然·可持續性》。

在全球能源轉型與“雙碳”目標推動下，核能作為清潔能源的重要性日益凸顯。陸地鈾礦資源的有限性，制約了核電的快速發展。海水鈾資源儲量豐富，大約有45億噸，相當於陸地總儲量的幾千倍。從海水中提取鈾資源對保障核能可持續發展具有重要意義，海水提鈾技術也被《自然》雜誌評為“能改變世界的七種化學分離技術之一”。

在眾多海水提鈾方法中，電化學法因其快速的動力學和材料再生特性成為非常有前景的方法。然而，傳統電化學法面臨着諸多挑戰，如陽極氧析出半反應所需的電位高且不具備提鈾的功能，以及高鹽海水環境中鈾的選擇性差、提取效率低等。

團隊成員、副教授王燕勇介紹，針對以上問題，團隊設計了一種新型陽極間接提鈾半反應，並開發出了新型雙極提鈾電化學體系，突破了傳統單極回收體系理論效率受限的瓶頸，大幅提升了鈾的提取效率。

在0.6伏槽電壓的寬鈾濃度區間模擬海水中，該體系的鈾離子提取率可達近100%。團隊進一步將該體系應用到真實的海水中，也獲得高達90%以上的提取率。

王雙印介紹，該技術不僅適用於海水提鈾，還可用於核電廠廢水、鈾礦尾水等場景的鈾資源回收。他透露，團隊現已規劃模塊化系統設計，未來計劃進一步優化電極材料、電化學體系與電堆設計，助力實現“向大海要鈾”的戰略目標。