鈾作為核能的重要原料，對全球核工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

近年來，核電規(guī)模的不斷擴(kuò)大推動了鈾需求的顯著增長，然而陸地上的鈾礦資源儲量有限，僅能夠維持近百年的使用。海水鈾資源儲存豐富，大約45億噸，相當(dāng)于陸地總儲量的幾千倍。因此，開發(fā)高效海水提鈾技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)鈾資源的潛在方法，對保障核能的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。海水提鈾也被Nature評為“能改變世界的七種化學(xué)分離技術(shù)之一”。

近日，湖南大學(xué)王雙印和王燕勇團(tuán)隊報道了一項突破性研究。團(tuán)隊成員開發(fā)了一種超低電壓的雙極電化學(xué)海水提鈾新技術(shù)，該技術(shù)通過低電位涉氯陽極間接提鈾半反應(yīng)耦合陰極直接鈾還原半反應(yīng)，在超低電壓0.6下，寬鈾濃度區(qū)間(1-100 ppm)模擬海水中提鈾率均達(dá)到了~100%，進(jìn)一步將該雙極EUE體系應(yīng)用到超低鈾濃度的天然海水中，也顯示出優(yōu)異的鈾提取率和抗污染性能。團(tuán)隊所開發(fā)的雙極電化學(xué)提鈾新技術(shù)，突破了傳統(tǒng)單極提鈾體系理論效率受限問題，提鈾電耗由文獻(xiàn)報道的47500 kWh kg^-1 U降至1944 kWh kg^-1 U；成本低至約US$83.2 kg^-1 U，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)海水提鈾降本增效。

相關(guān)研究成果以“Bipolar electrochemical uranium extraction from seawater with ultra-low cell voltage”為題發(fā)表在國際頂尖期刊《自然·可持續(xù)性》（Nature Sustainability）上。王雙印教授和王燕勇副教授為論文的通訊作者，湖南大學(xué)為第一通訊單位�；瘜W(xué)化工學(xué)院博士生王燕靜為論文的第一作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家科技部、湖南省科技廳以及湖南省研究生創(chuàng)新基金等方面的資助。

傳統(tǒng)電化學(xué)提鈾（EUE）和雙極EUE方法的示意圖。a, 不同陽極反應(yīng)電位耦合陰極EUE體系；b, 傳統(tǒng)EUE方法示意圖；c, 雙極EUE方法示意圖。

來源：湖南大學(xué)化工院