事件
9月2日,官方一则信息震惊全球科学界。
青岛能源所科研团队近期在海水提铀材料领域取得系列进展,相关成果发表在国际学术期刊《危险材料杂志》和《分离纯化技术》。
此次技术的关键性突破在于, 我国研发出了首例磷酸功能化多孔有机笼材料(PhosCage)。
在实验室环境中,PhosCage仅需5分钟即可完成吸附,在后续多片海域中实测后发现,PhosCage的最高提铀容量达50.4mg/g,是美国能源部相关基准的8.4倍。
可能很多网友听不懂,那我用大白话解释一遍。
海水对于全人类而言,其实是一座巨大的宝藏,里面除了水之外,有大量的金属离子,其中就包括黄金和铀。
但根据科学预测,海水中铀的含量很低,大概每1000吨海水里只有3克铀,并且你从海水中提取铀的时候,还会“捕捉”到大量的钠、镁、钙等金属离子,又或者各种微生物、藻类。
不仅是中国,整个全球科学界都很着急,眼前放着一座宝库,却不知道怎么开发,幸运的是,中国科学家成功研发出了能快速“捕捉”铀离子的PhosCage。
将PhosCage和芳纶纳米纤维缠在一起后,变成了方便投放在海水中的气凝胶微球,它能在茫茫大海中精准找到铀离子,但对其他杂质没有任何反应。
并且气凝胶微球的表面带负电,微生物很难附着在表层,吸附孔不会被“生物垢”给堵死,就算连续在海里浸泡15天,吸附铀离子的性能依然能达到美国基准的3.8倍。
所以,咱们只要把气凝胶微球往海里一丢,时间一到收回来,就能获得大量纯净的铀金属。
海水中高效提铀,对中国有哪些重大意义?
铀是发展核电必不可少的金属,但我国的铀矿资源有些贫瘠,全国已探明铀矿储量约35万吨,仅占全球总量的 6%,矿石平均品位仅 0.115%,低于全球平均水平(0.15%)。
即便有一些铀矿品位高,但储量普遍偏小,大多还是深层矿,开采难度大、建设周期长,所以咱们的铀高度依赖进口。
天然铀方面,我国主要从哈萨克斯坦和纳米比亚进口,两国占比超过80%,整体铀矿对外依赖度高达70%,远远超过了50%的安全警戒线。
虽然我国的核心技术走在世界前端,但无奈铀矿太少,自己开采虽然能解燃眉之急,但综合成本是进口的好几倍,可一旦进口,又会形成高度依赖的困局。
所以,有没有什么地方能几乎源源不断的获取铀,还不用担心渠道的安全?
这就是本文说到的“海中提铀”技术,铀以铀酰离子形式均匀溶解在海水中,全球总储量约45亿吨,是全球陆地已探明铀储量的上千倍。
海水又是流动的,所以这种获取铀的模式,几乎可以说“取之不尽用之不竭”, 不仅能彻底解决我国核电的燃料需求,甚至可以形成战略铀储备,支撑整个核工业体系的长期发展。
根据科学推测,如果以当下的核电规模来假设,全球海水中的铀能支撑运行上万年,在未来有没有一种可能,逐渐取消煤炭等传统火电,转而大力发展核电,原材料直接从海水中提取,这样我们就能摆脱对化石燃料的依赖,并且在未来很长一段时间,只要海水不枯竭,我国就能实现无限能源。
信息来源:
光明网:我国团队实现关键材料突破,可从海水中高效提铀!