光伏耦合能源自持式流動型電化學海水提鈾裝置海試圖。受訪者供圖
在全球?qū)η鍧嵞茉葱枨笈c日俱增的當下，核能作為高效、低碳能源的重要性愈發(fā)凸顯。然而，陸地鈾資源的稀缺長期以來阻礙著核能產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健前行。電化學海水提鈾技術(shù)被視為彌補鈾資源空缺的可行方案，目前電化學海水提鈾一直受到雜質(zhì)共沉積的影響，這一問題始終制約其工業(yè)化進程。
針對海洋環(huán)境的復雜多變，該團隊提出將鈾酰捕捉位點與還原位點在空間上進行統(tǒng)一，從而構(gòu)筑協(xié)同配位-還原位點，保證了四價鈾的原位形成和保存，防止了堿在晶體轉(zhuǎn)化過程中的共沉積。實驗結(jié)果顯示，該電極新材料在實際海水中表現(xiàn)出2.65 mg g-1d-1，即每克電極新材料每天產(chǎn)生2.65毫克鈾的電化學鈾提取能力，處于目前同類型電極的國際最高水平。
此外，該團隊搭建了國際首臺能源自持式流動型電化學海水提鈾裝置，將廣袤海上的太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)無外加電場下的電化學海水提鈾，這一突破直接實現(xiàn)了實驗室到海試質(zhì)的跨越。在自然光日照條件下，該裝置能夠穩(wěn)定輸出3—5伏電壓，在海南棋子灣海域的中核集團海南海試平臺首次實現(xiàn)了電化學海水提鈾海試驗證。
目前，該團隊正全力推進該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應用，已與多家涉核企業(yè)和科研機構(gòu)緊密合作，力求將這一創(chuàng)新成果盡快實現(xiàn)工程化應用。在不久的將來，這項技術(shù)將在能源和環(huán)保領域大放異彩，引領行業(yè)實現(xiàn)新的變革。