Les océans couvrent la majeure partie de la surface de la Terre et abritent un nombre impressionnant de formes de vie, mais ils abritent également une inhabitants diluée d’ions uranium. Et si nous parvenons à extraire ces ions particuliers de l’eau, ils pourraient constituer une supply de combustible durable pour produire de l’énergie nucléaire. Des chercheurs publiant dans ACS Central Science ont maintenant développé un matériau à utiliser avec l’extraction électrochimique qui attire les ions uranium difficiles à obtenir de l’eau de mer plus efficacement que les méthodes existantes.
Les réacteurs nucléaires libèrent l’énergie naturellement stockée à l’intérieur d’un atome et la transforment en chaleur et en électricité en brisant littéralement l’atome – un processus connu sous le nom de fission. L’uranium est devenu l’élément privilégié de ce processus vehicle toutes ses formes sont instables et radioactives, ce qui facilite sa division. Actuellement, ce métal est extrait de roches, mais les gisements de minerai d’uranium sont limités. Pourtant, l’Agence pour l’énergie nucléaire estime que 4,5 milliards de tonnes d’uranium flottent dans nos océans sous forme d’ions uranyle dissous. Cette réserve est additionally de 1 000 fois additionally grande que ce qui se trouve sur terre. L’extraction de ces ions s’est toutefois avérée difficile, vehicle les matériaux utilisés pour cela n’ont pas suffisamment de area pour piéger efficacement les ions. Ainsi, Rui Zhao, Guangshan Zhu et leurs collègues voulaient développer un matériau d’électrode comportant de nombreux cash et recoins microscopiques qui pourrait être utilisé dans la seize électrochimique des ions uranium de l’eau de mer.
Pour créer leurs électrodes, l’équipe a commencé avec un tissu versatile tissé à partir de fibres de carbone. Ils ont enduit le tissu de deux monomères spécialisés qui ont ensuite été polymérisés. Ensuite, ils ont traité le tissu avec du chlorhydrate d’hydroxylamine pour ajouter des groupes amidoxime aux polymères. La framework naturelle et poreuse du tissu a créé de nombreuses petites poches dans lesquelles l’amidoxime peut se nicher et piéger facilement les ions uranyle. Lors d’expériences, les chercheurs ont placé le tissu enduit comme cathode dans de l’eau de mer d’origine naturelle ou enrichie en uranium, ont ajouté une anode en graphite et ont fait passer un courant cyclique entre les électrodes. Au fil du temps, des précipités jaune vif à base d’uranium se sont accumulés sur le tissu cathodique.
Lors des exams utilisant de l’eau de mer collectée dans la mer de Bohai, les électrodes ont extrait 12,6 milligrammes d’uranium par gramme d’eau pendant 24 jours. La capacité du matériau enrobé était supérieure à celle de la plupart des autres matériaux d’extraction d’uranium testés par l’équipe. De furthermore, l’utilisation de l’électrochimie pour piéger les ions était approximativement trois fois in addition rapide que de simplement les laisser s’accumuler naturellement sur les tissus. Les chercheurs affirment que ces travaux offrent une méthode efficace pour capturer l’uranium de l’eau de mer, ce qui pourrait ouvrir les océans à de nouveaux fournisseurs de combustible nucléaire.
Les auteurs reconnaissent le financement du Programme clé countrywide de R&D de Chine, de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, du Projet du Département de l’éducation de la province de Jilin, de la Fondation des sciences naturelles du Département des sciences et systems de la province de Jilin, des Fonds de recherche fondamentale pour le Universités centrales et le projet « 111 ».
