地球表面的大部分被海洋覆盖，海洋中充满了各种各样的生命。 有趣的是，这些巨大的水体还含有稀释的分布铀离子。
这些离子的提取有可能为核能发电提供可再生燃料。
ACS Central Science最近的一项研究描述了一种专为电化学萃取而设计的新材料。
与以前的技术相比，这项创新在从海水中捕获难以捉摸的铀离子方面更有效。
核动力反应堆释放自然储存在原子内部的能量，并通过分解它们将其转化为热能和电能——这一过程称为裂变。 铀已成为这一过程中最受欢迎的元素，因为它不稳定且具有各种形式的放射性，因此很容易**。
目前，这种金属是从岩石中提取的，但铀矿床是有限的。 然而，核能机构估计，有45亿吨铀作为溶解的铀酰离子漂浮在我们的海洋中。
这个保护区比陆地大1000多倍。 然而，提取这些离子已被证明是具有挑战性的，因为这样做的材料没有足够的表面积来有效捕获离子。
因此，Rui Zhao、Guangshan Zhu及其同事希望开发一种具有许多微观角落和缝隙的电极材料，可用于从海水中电化学捕获铀离子。
这种新的涂层布有效地将铀尖峰的海水中的铀（黄色）积聚在其表面。 **改编自 ACS Central Science， 2023， DOI：101021/acscentsci.3c01291
为了制造电极，该团队从用碳纤维编织的柔性布开始。
他们在布上涂上两种特殊的单体并将它们聚合起来。
接下来，他们用盐酸羟胺处理布，将酰胺肟基团添加到聚合物中。
布料的天然多孔结构是：
已经创建了许多微小的口袋，可以依偎在里面并轻松捕获铀酰离子。
在实验中，研究人员将：
在天然**或铀尖刺海水中，加入石墨阳极，并在电极之间运行循环电流。
随着时间的流逝，亮黄色的铀基沉淀物会积聚在阴极布上。
在使用从渤海收集的海水的测试中，电极在24天内每克涂层活性材料提取了12.6毫克铀。
高于该团队测试的大多数其他铀提取材料。
此外，使用电化学捕获离子比简单地让它们自然积聚在布上要快三倍。
研究人员表示，这项工作提供了一种从海水中捕获铀的有效方法，这可能使海洋成为核燃料的新领导者。
参考资料：“用于高效电化学铀提取的自立式多孔芳香骨架电极”，Dingyang Chen、Yue Li、Xinyue Zhao、Minsi Shi、Xiaoyuan Shi、Rui Zhao 和 Guangshan Zhu，2023 年 12 月 13 日，ACS Central Science。
doi： 10.1021/acscentsci.3c01291