化工院王双印教授课题组在海水提铀领域取得新进展

铀作为核能的重要原料，对全球核工业的可持续性发展具有重要战略意义。

近年来，核电规模的不断扩大推动了铀需求的显著增长，然而陆地上的铀矿资源储量有限，仅能够维持近百年的使用。海水铀资源储存丰富，大约45亿吨，相当于陆地总储量的几千倍。因此，开发高效海水提铀技术已经成为实现铀资源的潜在方法，对保障核能的可持续发展具有重要意义。海水提铀也被Nature评为“能改变世界的七种化学分离技术之一”。

近日，湖南大学王双印和王燕勇团队报道了一项突破性研究。团队成员开发了一种超低电压的双极电化学海水提铀新技术，该技术通过低电位涉氯阳极间接提铀半反应耦合阴极直接铀还原半反应，在超低电压0.6下，宽铀浓度区间(1-100 ppm)模拟海水中提铀率均达到了~100%，进一步将该双极EUE体系应用到超低铀浓度的天然海水中，也显示出优异的铀提取率和抗污染性能。团队所开发的双极电化学提铀新技术，突破了传统单极提铀体系理论效率受限问题，提铀电耗由文献报道的47500 kWh kg^-1 U降至1944 kWh kg^-1 U；成本低至约US$83.2 kg^-1 U，实现了电化学海水提铀降本增效。

相关研究成果以“Bipolar electrochemical uranium extraction from seawater with ultra-low cell voltage”为题发表在国际顶尖期刊《自然·可持续性》（Nature Sustainability）上。王双印教授和王燕勇副教授为论文的通讯作者，湖南大学为第一通讯单位。化学化工学院博士生王燕静为论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、国家科技部、湖南省科技厅以及湖南省研究生创新基金等方面的资助。

传统电化学提铀（EUE）和双极EUE方法的示意图。a, 不同阳极反应电位耦合阴极EUE体系；b, 传统EUE方法示意图；c, 双极EUE方法示意图。

来源：化工院

通讯员：陈四海

责任编辑：余楚倩