Elektrifierad fiber hjälper till att dra uran ur havsvatten

0
103

Energi

2 bilder

Stanford forskare har utvecklat en elektrifierad material som kan hjälpa till att skörda uran ur havsvatten(Credit: TTstudio/Despositphotos)

Kontroversiell som den är, kärnkraft förblir en livskraftig källa av energi som vi övergången från fossila bränslen mot metoder med långt mindre koldioxidavtryck. Underjordiska uran reserver kan vara på tillbakagång, men haven innehåller miljarder ton av metall, som bara väntar på oss för att hitta ett praktiskt sätt att extrahera den. Till slut, en Stanford team har utvecklat en teknik som förbättrar den kapaciteten, priser och återanvändning av material som skördar uran ur havsvatten.

Trots den pågående frågor om radioaktivt avfall och enstaka Fukushima-skala katastrof, kärnkraft kan vara mer effektivt och relativt renare än fossila bränslen.

“För mycket av detta århundrade, att en viss andel av den el som vi behöver för att komma från källor som vi kan sätta på och stänga av,” säger Steven Chu, co-författare av studien. “Jag tror att kärnkraft bör vara en del av mixen, och försäkra dig tillgång till uran är en del av lösningen på koldioxidfri energi.”

Australien, Kanada och Kazakstan tillsammans står för cirka 70 procent av världens uran produktion, men för länder som inte är uppe på toppen en rik gruva, utvinna det från havet skulle kunna vara ett alternativ. Tyvärr, koncentrationen är alltför små för att vara lönsamt, men det Stanford team arbetar på att förbättra det.

“Koncentrationer är mycket små, på order av en enda nypa salt upplöst i en liter vatten, säger Yi Cui, co-författare av studien. “Men havet är så stort att om vi kan utvinna dessa spår på ett kostnadseffektivt sätt, leverans skulle bli oändlig.”

Chong Liu, är en av forskarna på studien, med en kol-amidoxime elektrod, som används för elektriskt material för att förbättra dess effektivitet på att fånga uran ur havsvatten(Credit: L. A. Cicero)

I det förflutna, Oak Ridge forskare visat ett material som kunde dra uran, i form av uranyl joner, upp ur vattnet som en svamp. Det gjorde så med hjälp av plast belagd i en kemisk förening som kallas amidoxime, som lockar joner och håller dem till ytan av fiber. När fibern är mättad, uranyl kan frigöras genom att kemiskt behandla plast, och sedan förfinas för användning i reaktorer.

Med hjälp av ett liknande system, Stanford forskare skapat sina egna ledande fiber gjord av kol och amidoxime, som tillät dem att skicka stötar av el genom materialet för att locka fler uranyl för varje programområde. Den metod bättre på det tidigare systemet inom tre viktiga områden: kapacitet för hur mycket uranyl fibrerna kan hålla den hastighet som jon fånga, och hur många gånger varje strand kan återanvändas.

Under side-by-side-tester, i den tid det tog befintliga fibrer för att bli helt mättad, den nya ledande material hade redan tagit nio gånger så mycket uranyl, och hade fortfarande plats för fler. Under en 11 timmars period, Stanford ‘ s nya fibrer lyckats suga upp tre gånger så mycket uranyl som tidigare fibrer, och var tre gånger så återanvändbara.

Medan det fortfarande en lång väg från att göra processen praktiska i kommersiell skala, forskare säger att detta är ett stort steg framåt för att eventuella framtida.

“Vi behöver kärnkraften som en brygga mot en post-fossil-fuel framtiden, säger Chu. “Havsvatten utvinning ger länder som inte har mark-baserade uran den trygghet som kommer av att veta att de kommer att behöva råvaror för att tillgodose sina energibehov.”

Forskningen publicerades i tidskriften Nature Energi.

Källa: Stanford University

Chong Liu, one of the researchers on the study, with a carbon-amidoxime electrode, used for electrifying the material to improve its efficiency at capturing uranium from seawater

Chong Liu, är en av forskarna på studien, med en kol-amidoxime elektrod, som används för elektriskt material för att förbättra dess effektivitet på att fånga uran ur havsvatten

(Foto: L. A. Cicero)

Stanford researchers have developed an electrified material that can help harvest uranium from seawater

Stanford forskare har utvecklat en elektrifierad material som kan hjälpa till att skörda uran ur havsvatten

(Credit: <a href=”http://depositphotos.com/33749529/stock-photo-nuclear-power-plant-by-night.html” rel=”nofollow” target=”_blank”>TTstudio/Despositphotos</a>)